(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211006190.9 (22)申请日 2022.08.22 (71)申请人 中国矿业大 学 地址 221000 江苏省徐州市铜山区大 学路1 号 (72)发明人 王勇　古傲林　刘伟鑫　王姗姗　 黄帆　高亮　田浩宇　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 徐尔东 (51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 17/10(2006.01) G06F 111/10(2020.01)G06F 119/14(2020.01) G06F 113/14(2020.01) G06F 113/08(2020.01) (54)发明名称 一种柔性软管的流动压力损失计算方法 (57)摘要 本发明公开了一种柔性软管的流动压力损 失计算方法， 包括以下步骤： (1)基于材料力学确 定软管管壁拉应力与内压的关系； (2)基于列宾 宗水头损失理论、 迭代计算方法与材料、 流体耦 合关系， 确定考虑软管发生变形下的沿程压力损 失； (3)基于软管变形特点确定软管发生变形下 的局部压力损失； (4)基于流体动量定理预测投 入使用时的软管最低点位置， 避免软管发生碰 触； (5)计算软管总压力损失， 本发明具有预测结 果精确且 全面的优点。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 115310246 A 2022.11.08 CN 115310246 A 1.一种柔 性软管的流动压力损失计算方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： (1)基于材 料力学确定软 管管壁拉应力与内压的关系； (2)基于列宾宗水头损失理论、 迭代计算方法与材料、 流体耦合关系， 并结合步骤(1)确 定考虑软 管发生变形 下的沿程压力损失； (3)基于软 管变形特点并结合 步骤(2)确定软 管发生变形 下的局部 压力损失； (4)基于流体动量定理并结合步骤(2)预测投入使用时的软管最低点位置， 避免软管发 生碰触； (5)在避免软 管发生碰触的基础上， 结合 步骤(2)和步骤(3)计算软 管总压力损失。 2.如权利要求1所述的一种柔性软管的流动压力损失计算方法， 其特征在于， 步骤(1) 中确定的拉应力与内压关系由以下公式联立确定： 2 π(ri+dri)＝(Si+dSi) 式中： i表示第i个微元环， 表示沿微元环周长方向的应变， S表示微元环的周长， 表示沿微 元环周长方向的应力， E 为软管弹性模量， dSi为沿微元环周长方向的变形， Si为第i 个微元环的周长， Pi为微元环所受压力， θ 为积分所用角度参 数， ri为第i个微元环半径， dL为 所取微元环的轴向长度， 表示软管总长度， δ表示软管管壁厚度， dri表示微元环沿径向的变 形大小； 公式联立后确定的dri与Pi的关系如下： 3.如权利要求1所述的一种柔性软管的流动压力损失计算方法， 其特征在于， 步骤(2) 中基于列宾宗水头损失理论、 迭代计算方法与材料、 流体耦合关系， 确定考虑软管发生变形 下的沿程压力损失具体包括： (21)确定适用于第i各微元环的列宾宗水头损失理论如下： ΔPia＝ρ ghia 式中： i表示第i个微元环， hia表示沿程水头损 失， ΔPia表示沿程压力损 失， q为速度流 量， υ为流体运动粘度， di为微元环直径； β 、 m为列宾宗参数， 由如下 方法确定：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115310246 A 2di＝di‑1‑2dri 式中表示微元环沿径向的变形 大小； (22)结合di、 β 、 m公式得到修 正后的列宾宗水头损失理论 为： 其中， ΔLi为所取微元环的轴向长度dL的迭代参数； 式中， n为预设的迭代步数。 4.如权利要求1所述的一种柔性软管的流动压力损失计算方法， 其特征在于， 步骤(3) 中基于软 管变形特点确定软 管发生变形 下的局部 压力损失具体包括： (31)确定在流体作用下的软 管最低点的管间夹角 α 为： 其中， Hmax为软管最低点与软 管端部的垂直距离； (32)由流体力学有压管流 转角的局部 压力损失计算公式可知： ΔPy＝ρ ghy 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115310246 A 3