(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 202210743118.8 (22)申请日 2022.06.27 (71)申请人 中山大学 地址 510275 广东省广州市新港西路13 5号 (72)发明人 郭志群　钟良靖　刘天辉　章仕杰　 王森　王凯　苗建明　任磊　 (74)专利代理 机构 深圳市创富知识产权代理有 限公司 4 4367 专利代理师 范伟民 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 17/12(2006.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种气垫支撑平台静稳性的半解析计算方 法 (57)摘要 本发明公开了一种气垫支撑平台静稳性的 半解析计算方法， 该方法包括： 获取正浮状态下 气垫支撑平台的参数信息； 获取倾斜状态下气垫 支撑平台的参数信息并构建半解析求解模型； 结 合正浮状态下气垫支撑平台的参数信息， 对半解 析求解模型进行求解， 并根据求解结果构建半解 析计算模型； 对半解析计算模型进行迭代求解处 理， 输出气垫支撑平台的复原力矩。 通过使用本 发明， 能够在气垫支撑平台旋转大倾角条件下再 考虑出现多种极端情况对气垫支撑平台的静稳 性进行求解并且提高其求解效率。 本发明作为一 种气垫支撑平台静稳性的半解析计算方法， 可广 泛应用于气垫支撑平台性能计算领域。 权利要求书2页 说明书12页 附图3页 CN 115146454 A 2022.10.04 CN 115146454 A 1.一种气垫支撑平台静稳性的半解析计算方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 获取正浮状态下气垫支撑平台的参数信息； 获取倾斜状态下气垫支撑平台的参数信息并构建 半解析求 解模型； 结合正浮状态下气垫支撑平台的参数信息， 对半解析求解模型进行求解， 并根据求解 结果构建 半解析计算模型； 对半解析计算模型进行迭代求 解处理， 输出气垫支撑平台的复原力矩。 2.根据权利要求1所述一种气垫支撑平台静稳性的半解析计算方法， 其特征在于， 所述 气垫支撑平台的参数信息包括气舱内的液面高度、 气舱内的气 体体积和气 垫支撑平台的排 水体积。 3.根据权利要求2所述一种气垫支撑平台静稳性的半解析计算方法， 其特征在于， 所述 获取倾斜状态下气垫支撑平台的参数信息并构建 半解析求 解模型这 一步骤， 其具体包括： 对气垫支撑平台进行旋转 一定角度处 理， 计算旋转后气垫支撑平台的坐标 数据； 基于旋转后气垫支撑平台的坐标数据， 设定变量参数， 所述变量参数包括气垫支撑平 台的转轴高度和倾 斜状态下气舱内的液面高度； 基于变量参数， 构 建倾斜状态下气舱 内气体体积及其Jacobian矩阵和倾斜状态下气垫 支撑平台排水体积及其Jacobian矩阵； 整合倾斜状态下气舱内气体体积及其Jacobian矩阵和倾斜状态下气垫支撑平台排水 体积及其Jacobian矩阵， 构建 半解析求 解模型。 4.根据权利要求3所述一种气垫支撑平台静稳性的半解析计算方法， 其特征在于， 所述 结合正浮状态下气垫支撑平台的参数信息， 对半解析求解模型进行求解， 并根据求解结果 构建半解析计算模型这 一步骤， 其具体包括： 根据静稳性条件， 结合正浮状态下气垫支撑平台的排水体积对倾斜状态下气垫支撑平 台排水体积及其Jacobian矩阵进行计算， 得到第一计算结果； 根据理想气体状态条件， 结合正浮状态下气舱内的气体体积对倾斜状态下气舱内气体 体积及其Jacobian矩阵进行计算， 得到第二计算结果； 结合变量 参数、 第一计算结果和第二计算结果， 构建 半解析计算模型。 5.根据权利要求4所述一种气垫支撑平台静稳性的半解析计算方法， 其特征在于， 所述 半解析计算模型如下 所示： 上式中， JF表示非线性方程组的Jacobian矩阵， z1,…,zn表示倾斜状态下的气舱液面高 度， z0表示气垫支撑平台的转轴高度， Fj表示气舱内的气体体积和气垫支撑平台的排 水体积 所组成的非线性方程组， zk表示倾斜状态下气垫支撑平台的转轴高度和气舱液面高度。 6.根据权利要求4所述一种气垫支撑平台静稳性的半解析计算方法， 其特征在于， 所述 倾斜状态下气垫支撑平 台排水体积及其Jacobian矩阵的计算过程和倾斜状态下气舱内气 体体积及其Jacobian矩阵的计算过程具体还考虑气 垫支撑平台上的气舱是否漏气、 气 垫支 撑平台上的气舱的内液面是否与湿甲板有交点、 基准水平面和气 垫支撑平台浮力舱的舱底 与舱顶是否有交点， 所述湿甲板位于气舱的顶部 。 7.根据权利要求5所述一种气垫支撑平台静稳性的半解析计算方法， 其特征在于， 所述权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115146454 A 2对半解析计算模型进行迭代求解处理， 输出气垫支撑平台的复原力矩这一步骤， 其具体包 括： 基于预设的迭代算法， 对半解析计算模型进行线性处 理， 得到初步变量 参数的值； 将初步变量参数的值代入半解析求解模型进行迭代计算， 直至计算结果满足预设计算 精度， 输出变量 参数的值； 根据变量 参数的值计算气垫支撑平台的浮力矩和重力矩； 对浮力矩和重力矩进行求和处 理， 得到气垫支撑平台的复原力矩。 8.根据权利要求7所述一种气垫支撑平台静稳性的半解析计算方法， 其特征在于， 所述 预设的迭代算法如下 所示： 上式中， 表示第i次迭代后气垫支撑平台的转轴高度和气舱液面高度的值， Fj表示气 舱内的气体 体积和气垫支撑平台的排水体积所组成的非线性方程组。 9.根据权利要求7所述一种气垫支撑平台静稳性的半解析计算方法， 其特征在于， 所述 气垫支撑平台的复原力矩的计算公式如下 所示： Mr＝Ma+Mb+Mg 上式中， Mr表示气垫支撑平台受到的复原力矩， Ma表示气舱的复原力矩， Mb表示浮力舱 的复原力矩， Mg表示气垫支撑平台的重力矩。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115146454 A 3