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龙图腾网获悉中国科学技术大学申请的专利一种用于模拟铁粉群颗粒燃烧的数值计算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：CN120234962B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-29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：202510321491.8，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权一种用于模拟铁粉群颗粒燃烧的数值计算方法是由闻旭;叶小娟设计研发完成，并于2025-03-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用于模拟铁粉群颗粒燃烧的数值计算方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种用于模拟铁粉群颗粒燃烧的数值计算方法，属于铁粉燃烧数值模拟计算领域，本发明可以对微重力条件下单颗粒和铁粉群燃烧进行数值模拟，定量分析了差异扩散对单颗粒铁粉和铁粉群燃烧火焰温度的影响，同时考虑了不同铁粉和氧气浓度条件下的铁粉燃烧特征和火焰传播速度的影响。该发明对研究低传播速度的贫燃铁粉火焰以及后续的铁粉燃料的应用具有一定指导意义。微重力环境能够消除对流和浮力的影响，使燃烧过程更加稳定和可预测，有助于深入研究铁粉燃烧的基本机理，包括燃烧速率、氧化过程和相变等。

本发明授权一种用于模拟铁粉群颗粒燃烧的数值计算方法在权利要求书中公布了：1.一种用于模拟铁粉群颗粒燃烧的数值计算方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤一，建立多相湍流燃烧数学模型，确定铁粉颗粒的尺寸分布、形状、初始温度，根据铁粉燃烧的化学反应特性和计算资源情况选择反应机理；将铁粉颗粒的传热传质计算结果作为气体各方程的源项，以实现固相-气相耦合系统的建立与求解； 步骤二，结合网格划分情况、几何模型特征、初始条件和边界条件，对步骤一中建立的多相湍流燃烧数学模型中的进行数值离散，得到关于速度、密度、组分、温度和压力的代数方程组，并对代数方程组进行非线性处理； 步骤三，通过数值离散方法逐步推进时间，在每个时间步内，迭代求解步骤二中的非线性方程组，并通过外循环逐步修正速度和压力场，用更新后的压力场校正速度场，以保证收敛；对湍流模型进行修正；通过上述三个步骤，实现铁粉颗粒群燃烧的数值模拟过程； 步骤三中，首先将计算域进行物理离散，每个颗粒平均间距间设有网格点，以求解粒子间的传热问题；然后采用有限体积法将组分方程、温度方程和压力方程、质量方程和动量方程在所有网格上数值离散；其中空间离散采用的是二阶中心差分方法，时间离散采用的是欧拉差分算法，最终将得到的每个网格中心点上关于速度、密度、组分、温度和压力的代数方程组进行非线性化处理；将多相湍流燃烧模型耦合到压力、速度修正方法中，求解铁粉群颗粒燃烧过程中的各变量场，求解步骤如下： 步骤1、确定时间步长，初始化速度场和压力场的值，时间步长的确定基于CFL条件或为确保计算稳定在计算过程中进行动态调整； 步骤2、通过压力-速度耦合算法求解满足质量守恒的速度场和压力场； 步骤3、求解经离散后的颗粒相及气相动量方程，考虑对流、扩散、压力梯度等效应对速度场的影响； 步骤4、在修正后的速度场和压力场的基础上，求解离散后的能量方程和组分方程，得到温度场和组分场的分布； 步骤5、用离散后的压力方程更新压力场数据，并根据新的压力场修正速度场，完成一次压力修正循环；并判断质量守恒方程残差，若质量守恒方程残差小于设定值时跳出循环，进入下一步骤； 步骤6、重复上述步骤3到步骤5，直至达到指定迭代次数或时间步长； 步骤7、通过求解理想气体状态方程来更新密度值； 步骤8、判断是否达到设定的结束时间，否则重复步骤1到步骤7。

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