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龙图腾网恭喜中国海洋大学申请的专利一种基于CFD模拟的振荡水柱装置全过程模型及其效率预测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114297949B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-11发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202111410947.6，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权一种基于CFD模拟的振荡水柱装置全过程模型及其效率预测方法是由刘臻;许传礼;史宏达;黎明;金吉元设计研发完成，并于2021-11-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于CFD模拟的振荡水柱装置全过程模型及其效率预测方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于CFD模拟的振荡水柱装置全过程模型及其效率预测方法，该装置包括数值波浪水槽和设置在数值波浪水槽一端的气室，气室的侧面与空气导管相通，在空气导管内设置动量源项区域，该动量源项区域的宽度与待评估装置中透平的叶片宽度一致。本发明所公开的全过程模型能够将空气透平的阻尼作用准确引入到气室中，充分考虑空气透平与气室之间的动态耦合作用，能够真实反映振荡水柱的工作状态，对全过程效率做出合理预测。

本发明授权一种基于CFD模拟的振荡水柱装置全过程模型及其效率预测方法在权利要求书中公布了：1.一种效率预测方法，用于对一种基于CFD模拟的振荡水柱装置全过程模型进行预测，模型包括数值波浪水槽和设置在数值波浪水槽一端的气室，气室的侧面与空气导管相通，在空气导管内设置动量源项区域，该动量源项区域的宽度与待评估装置中透平的叶片宽度一致，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，利用软件建立振荡水柱装置全过程模型的计算区域；步骤2，划分上述模型的网格，水槽及气室部分采用六面体结构化网格，网格的高度和长度分别不超过入射波波高和波长的110和150，并且在自由液面附近将网格沿着波高方向加密，网格加密高度为波高的120；空气导管部分利用四面体非结构化网格创建，网格从导管两端到中间存在从大到小的过渡；步骤3，对上述模型进行边界条件设置，将水槽的造波边界设置为静止无滑移壁面，将水槽及气室的底部与边壁均设置为静止无滑移壁面，将水槽顶部及空气导管的出口设置为压力出口边界，气室与空气导管之间采用交界面连接，设置完成后将模型导出为网格文件格式；步骤4，将网格文件导入到软件中进行求解设置，设置两相流追踪自由液面和计算水深，计算选用k-epsilonRNG湍流模型进行求解，模型使用SIMPLE压力速度耦合求解方法，动量方程和湍动能均采用二阶迎风格式，利用用户自定义函数UDF控制水槽造波边界，以产生相应的入射波浪；步骤5，设置动量源项区域：对于流体区域，i方向的动量源项Si表示为： 其中，μ为动力粘度，α为渗透率，v为流速，vi为i方向的流速，C2为惯性阻力系数，ρ为流体密度；同时，该区域前后端的压降Δp为动量源项Si与流域厚度Δn的乘积，即：Δp＝-SiΔn2通过该区域的流速与压降表示为：Δp＝av2+bv3对于一定转速的空气透平，a与b为已知参数，联立式1-3，求得渗透率α和惯性阻力系数C2， 在软件中通过porouszone自定义渗透率和惯性阻力系数的大小，从而将空气透平的阻尼作用准确引入到气室中；步骤6，设置相应的物理参数监测，包括气室内自由液面高度、气室内压强和空气导管内流速，并设置计算时间步长及计算时间，开始计算，计算结束后，获得相应参数的时间序列；步骤7，将步骤6中得到的结果带入以下公式：入射波浪功率为：PW＝0.5ρwgA2CgL；空气功率为：透平的输出功率为： 其中，ρw为水的密度，g为重力加速度，A为入射波振幅，Cg为波速，L为气室宽度，T为入射波周期，pt为气室内压强，Qt为气室内流量，T0t为透平扭矩，ωt为透平角速度；气室的转换效率η1为：η1＝PPPW；空气透平的转换效率η2为：η2＝PTPP；装置的全过程能量转换效率η为：η＝η1η2。

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