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龍圖騰網獲悉西北工業大學申請的專利一種基于近場動力學的仿生胸鰭柔性度量與裂紋評估方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN119720505B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-23發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202411701096.4，技術領域涉及：G06F30/20；該發明授權一種基于近場動力學的仿生胸鰭柔性度量與裂紋評估方法是由張婭;包天;寧宇航;黃橋高設計研發完成，并于2024-11-26向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種基于近場動力學的仿生胸鰭柔性度量與裂紋評估方法在說明書摘要公布了：本發明公開了一種基于近場動力學的仿生胸鰭柔性度量與裂紋評估方法，不同于連續介質力學的局部方法，近場動力學模型將某一物質點的變形特性和力學特性，考慮為近場范圍內所有物質點的綜合影響，通過結合近場動力學的理論分析模型與柔性仿生胸鰭結構，確定柔性仿生胸鰭俯視平面內加權后統一柔度，代表了物質點無載荷情況下柔性變形的能力，從而實現對柔性仿生胸鰭的柔性度量；通過預制裂紋并進行場景模擬和仿真，實現裂紋評估。本發明可以快速預估仿生水下航行器推進時的胸鰭柔性狀態與水動力特性，以及遭遇破壞后仿生胸鰭表面的裂紋擴展，并以此指導仿生胸鰭骨骼與肌肉的柔性設計與優化。

本發明授權一種基于近場動力學的仿生胸鰭柔性度量與裂紋評估方法在權利要求書中公布了：1.一種基于近場動力學的仿生胸鰭柔性度量與裂紋評估方法，其特征在于，包括： 步驟1，掃描實體蝠鲼的三維外形，得到由蝠鲼表面三維點集構成的蝠鲼三維模型； 步驟2，在蝠鲼三維模型的基礎上，刪去模型上蝠鲼頭部的臉鰭結構并分別采用不同的曲線優化方案進行蝠鲼三維模型的優化；基于優化后三維點集與蝠鲼表面三維點集之間的歐氏距離，確定最終的仿蝠鲼潛水器三維模型； 步驟3，仿蝠鲼潛水器的三維模型包括中間的剛性仿生主倉與兩側的柔性仿生胸鰭；柔性仿生胸鰭由內部的碳纖維材料仿生骨骼與包覆于仿生骨骼之上的彈性材料仿生肌肉組成，仿生骨骼由鰭根處設置的電機驅動；剛性仿生主倉部分視為剛性材料，不考慮運動變形，柔性仿生胸鰭變形形式為彎曲變形，忽略拉伸變形； 步驟4，設置仿蝠鲼潛水器的柔性仿生胸鰭為雙鰭條結構，同時柔性仿生胸鰭中的仿生骨骼的柔性沿著由頭至尾、由中心至兩翼的方向逐漸增大； 步驟5，應用近場動力學分析方法，采用剛性的材料模型表征仿蝠鲼潛水器的剛性仿生主倉；選定物質點的近場范圍、仿生骨骼材料與仿生肌肉材料的工程材料常數，對仿蝠鲼潛水器中的柔性仿生胸鰭進行物質點劃分；采用非常規態基近場動力學中的碳纖維材料模型表征仿生骨骼的材料屬性，采用超彈性材料模型表征仿生肌肉的材料屬性； 步驟6，基于近場動力學模型，描述仿生骨骼與仿生肌肉的變形狀態與力狀態，計算柔性仿生胸鰭中所有物質點的雅可比矩陣，再由雅可比矩陣與近場動力學模型的參數關系，得到基于近場動力學方法表征的材料剛度矩陣，并基于此得到仿生骨骼的抗彎剛度與仿生肌肉的抗彎剛度并進行更新； 步驟7，建立仿生骨骼與仿生肌肉基于距離的耦合權重函數，以前鰭條根部的物質點為當前參考物質點，沿著弦向與展向，對柔性仿生胸鰭中其他部分物質點抗彎剛度的倒數進行加權求和，得到柔性仿生胸鰭俯視平面內加權后統一柔度，代表了物質點無載荷情況下柔性變形的能力，從而實現對柔性仿生胸鰭的柔性度量； 步驟8，對仿蝠鲼潛水器的前鰭條根部施加周期性往復旋轉運動，確定柔性仿生胸鰭上物質點的變形； 步驟9，在柔性仿生胸鰭中的仿生骨骼或仿生表面蒙皮上預先設置初始裂紋，確定臨界拉伸率，并進行不同的撞擊、劃傷場景模擬，刪去對應破壞部位的物質點；啟動基于近場動力學方法的固體仿真計算程序，設置不同的仿生骨骼的運動屬性，記錄各時刻仿生胸鰭物質點的力學參數，仿生骨骼或仿生肌肉表面的裂紋擴展及固體損失情況，以實現裂紋評估。

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