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中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所杨肖峰获国家专利权

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龙图腾网获悉中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所申请的专利一种内外流耦合数值模拟方法、装置、设备及存储介质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:CN119312736B

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-21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:202411864215.8,技术领域涉及:G06F30/28;该发明授权一种内外流耦合数值模拟方法、装置、设备及存储介质是由杨肖峰;查章铭;杜雁霞;张昊元;曾磊;刘磊;魏东;肖光明设计研发完成,并于2024-12-18向国家知识产权局提交的专利申请。

一种内外流耦合数值模拟方法、装置、设备及存储介质在说明书摘要公布了:本发明公开了一种内外流耦合数值模拟方法、装置、设备及存储介质,涉及数值计算技术领域,确定初始时刻的流动状态获得外场壁面温度,按照外场流体边界条件求解外场多组分化学非平衡N‑S方程,获得下一时刻外部流体边界热流及下一时刻外场压力,作为内场求解的耦合界面边界条件,通过TPMM及LTNE的焓方法方程组求解多孔发汗结构内流获得下一时刻耦合边界处的参数,最终获得终止时刻高焓非平衡外场参数。通过采用多组分化学非平衡假设下的N‑S方程求解超声速外流,模拟超声速条件下主动冷却工质与超声速来流之间的化学反应,获得多孔发汗冷却系统壁面热流及结构热响应。

本发明授权一种内外流耦合数值模拟方法、装置、设备及存储介质在权利要求书中公布了:1.一种内外流耦合数值模拟方法,其特征在于,所述方法包括:步骤S1、确定初始时刻的流动状态,获得对应的气固界面处的物理参量,所述物理参量包括内场流体温度、内场固体温度、耦合界面压力、冷却工质质量流量、冷却工质液相质量分数以及冷却工质气相质量分数;步骤S2、采用内场流体温度、内场固体温度通过多孔结构孔隙率加权平均获得外场壁面温度,将初始时刻的外场壁面温度、冷却工质质量流量、冷却工质液相质量分数及冷却工质气相质量分数作为外场流体边界条件;步骤S3、基于外场流体边界条件求解外场多组分化学非平衡N-S方程,获得下一时刻外部流体边界热流及下一时刻外场压力;将下一时刻外部流体边界热流分解为对流热流、扩散热流及辐射热流;基于对流热流、扩散热流及辐射热流,使用多孔结构的孔隙率、气固热导率加权的方式,计算内场的流体边界热流和固体边界热流,及分别表示边界处流体及固体温度,为多孔结构孔隙率;将内场的流体边界热流和固体边界热流作为内场求解的耦合界面边界条件,外场多组分化学非平衡N-S方程包括:、、、、,其中,为组分的密度,为组分的扩散系数,为组分的质量分数,为组分的质量生成率源项,为组分的摩尔质量,为混合物密度,、分别为不同方向速度分量,为压力,为温度,为通用气体常数,为混合物总能,为粘性应力张量,为热通量,为克罗内克符号,表示体组分总数,为时间,和分别表示不同方向坐标;在化学反应的情况下组分的质量生成率源项为:,其中和分别表示第i个反应中组分在反应与产物中的化学计量数,和分别为基元反应的正向与逆向反应速率系数,为化学反应总数;在气液相变的情况下组分的质量生成率源项为:,其中为模型系数,为液相密度,为饱和温度;步骤S4、基于内场求解的耦合界面边界条件,通过TPMM及LTNE的焓方法方程组求解多孔发汗结构内流获得下一时刻耦合边界处的内场流体温度、内场固体温度、冷却工质质量流量、冷却工质液相质量分数及冷却工质气相质量分数;步骤S5、对步骤S2至步骤S4进行迭代,直到达到预定的终止时刻或满足收敛条件时,获得终止时刻高焓非平衡外场参数。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术,可联系本专利的申请人或专利权人中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所,其通讯地址为:621052 四川省绵阳市涪城区二环路南段6号;或者联系龙图腾网官方客服,联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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