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龙图腾网获悉厦门大学申请的专利一种高降温效率的卷烟滤棒设计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：CN116108694B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-13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：202310262589.1，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权一种高降温效率的卷烟滤棒设计方法是由周华;何悦越;曹志凯;车黎明;吴雪娥设计研发完成，并于2023-03-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种高降温效率的卷烟滤棒设计方法在说明书摘要公布了：一种高降温效率的卷烟滤棒设计方法，涉及卷烟滤棒设计。通过数值模拟获得不同形状滤棒的温度、压力与滤棒长度之间的关系；基于内插法计算烟气温度随滤棒长度变化曲线的斜率以获得不同形状滤棒的高效降温段长度，作为多元滤棒的上游部分；基于上游烟气温度和目标出口温度获得下游滤棒的形状与长度，将上下游拼接以获得高降温效率的滤棒。将卷烟抽吸过程的CFD模型与多孔介质理论、气固两相间传热模型结合，模拟计算获得不同形状滤棒抽吸过程中压降、温降与滤棒长度之间的关系，基于该关系将不同形状的滤棒拼接以获得高降温效率的组合滤棒，综合卷烟抽吸过程中上下游的流动传热特点，将不同形状滤棒拼接设计获得降温效率更高的滤棒。

本发明授权一种高降温效率的卷烟滤棒设计方法在权利要求书中公布了：1.一种高降温效率的卷烟滤棒设计方法，其特征在于包括如下步骤： 1建立卷烟抽吸CFD模型：根据实际卷烟的尺寸建立拥有不同滤棒形状的卷烟几何模型，生成三维计算域网格，根据ISO抽吸标准确定抽吸过程中的边界条件； 2确定多孔介质内气体流动模型和气固传热模型：根据抽吸过程中的烟气流过多孔介质区域的流动传热特征确定烟气在多孔介质内部流动和传热形式； 所述根据抽吸过程中的烟气流过多孔介质区域的流动传热特征确定烟气在多孔介质内部流动和传热形式，多孔介质内的流动形式基于雷诺数的大小分为Darcy流动和非Darcy流动；Darcy流动时流体流过多孔介质阻力损失造成的压降计算公式如下： 式中，代表烟气Darcy速度，K代表多孔介质渗透率，μ代表烟气粘度，代表压降； 非Darcy流动时流体流过多孔介质阻力损失造成的压降计算公式如下： 式中，C1、C2分别代表第一、第二Forchheimer系数，ρ代表烟气密度；基于滤棒醋纤丝束的填充率，结合抽吸过程中特定时刻多孔介质内实际的流速计算烟气流动雷诺数，进而确定烟气流动形式并计算相应压降； 烟气流过多孔介质区域时的雷诺数计算公式如下： 式中，D为滤棒多孔介质区域填充物的等效尺寸，v为烟气Darcy速度，ε为多孔介质空隙率；雷诺数Re5时为Darcy流动，雷诺数Re5时为非Darcy流动；根据ISO抽吸标准，抽吸过程中烟气流速会随时间变化，根据特定时刻的流速计算对应的雷诺数并判断流动形式，进而选择对应的压降计算方法； 高温烟气流过多孔介质区域时，与固体之间的换热遵循局部非热平衡模型，气固间的换热量计算方法如下： Q＝hATf-Ts 式中，Q代表气固之间的换热速率，h代表气固间对流换热系数，T代表温度，下标f、s分别代表气体和固体； 3根据步骤2建立的模型，利用UDF搭建FLUENT，动态连接到Fluent求解器上以实现卷烟抽吸过程中特殊的物理模型和边界条件，与步骤1中的CFD模型结合； 4根据步骤3建立的数值模型，对卷烟抽吸过程模拟仿真，模拟获得不同形状滤棒抽吸过程中的压力、温度分布； 5基于步骤4获得的温度分布使用内插法获得烟气温度随滤棒长度变化曲线的斜率，设置出口烟气目标温度为T，临界斜率为k1，选取强降温能力滤棒形状a，低吸阻滤棒形状b，使用内插法获得形状a滤棒的高效降温段长度L1及对应烟气温度t1； 所述温度分布包括不同的滤棒形状温度分布，使用内插法获得烟气温度随滤棒长度变化曲线的斜率k，设置临界斜率为k1，认为对某一特定形状滤棒，kk1区域为该形状滤棒的高效降温段，kk1区域为该形状滤棒的低效降温段；根据卷烟抽吸过程的烟气降温需求设置出口烟气目标温度为T；对斜率曲线使用内插法计算斜率为k1时各形状滤棒对应的长度L和烟气温度t，选取温度t在范围[T,T+Δt]内的对应滤棒形状作为形状a；对形状a滤棒烟气温度分布曲线使用内插法计算温度t所对应的滤棒长度L1，该长度下烟气温度为t1；在其余滤棒形状中，选取吸阻小于形状a滤棒且出口烟气温度低于或接近T的滤棒形状b； 6基于步骤4获得的温度分布，计算形状b滤棒将烟气温度由t1降低至T所需要的长度L2； 7将步骤5所得形状a滤棒与步骤6所得形状b滤棒进行拼接，中间用空腔相连，获得高降温效率的卷烟滤棒。

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