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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基于正交矩法的煤粉燃烧碳烟生成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：CN120145793B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-05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：202510332773.8，技术领域涉及：G06F30/25；该发明授权一种基于正交矩法的煤粉燃烧碳烟生成数值计算方法是由闻旭;叶小娟设计研发完成，并于2025-03-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于正交矩法的煤粉燃烧碳烟生成数值计算方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于正交矩法的煤粉燃烧碳烟生成数值计算方法，属于碳烟模拟技术领域。该方法通过改进的基于分裂的扩展正交矩法（S‑EQMOM）与小火焰模型耦合，结合详细化学反应机理，解决传统方法无法精确描述碳烟多模态分布及数值稳定性不足的问题。具体步骤包括：建立气‑粒两相控制方程，通过S‑EQMOM分裂数密度函数并求解群体平衡方程；离散化处理模型并耦合压力‑速度场；分析碳烟生成过程中的热解、成核、凝并等物理化学行为。本发明通过分解复杂动力学过程、减少数值误差积累，显著提高计算稳定性，可准确预测碳烟体积分数、颗粒尺寸分布等属性，为煤粉燃烧器设计提供理论支持。

本发明授权一种基于正交矩法的煤粉燃烧碳烟生成数值计算方法在权利要求书中公布了：1.一种基于正交矩法的煤粉燃烧碳烟生成数值计算方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一：建立数学模型，包括气相的控制方程和颗粒相的矩方程，其中所述矩方程通过基于分裂的扩展正交矩法求解； 所述气相控制方程包括： 组分方程：， 能量方程：， 其中，：气相密度；：组分的质量分数；t：欧拉时间；：气相速度在第个方向的分量；：第个方向的笛卡尔坐标；：质量扩散系数；：组分的化学反应速率，由阿仑尼乌斯公式计算得到；：碳烟颗粒相和气相耦合源项，根据化学表面生长和氧化的碳烟生成模型计算得到，对于其他非耦合组分，；：由于挥发分析出和焦炭表面反应，煤粉颗粒相与气相之间的双向耦合源项，，其中，：煤粉颗粒所在网格单元的体积；：循环当地网格中所有煤粉颗粒的指数；：当地网格中的煤粉颗粒总数；和分别表示挥发分析出速率和焦炭表面反应速率；α：热扩散率；：气相-碳烟-煤耦合能量源项，其可由下式计算得到： ； 其中，：煤粉颗粒表面积；：Nusselt数，由Ranz-Marshall模型计算得到；：气相导热率；：煤粉颗粒直径；：煤粉颗粒温度；：循环所有挥发物的指数；：挥发物中组分的焓；：由于焦炭表面反应中的传质导致的焓变；：气相和固相之间的辐射传热； 步骤二：结合边界条件、初始条件和网格划分，对数学模型进行数值离散化处理，生成代数方程组并进行非线性处理，在每个时间步内迭代求解各非线性方程组； 步骤三：通过PIMPLE算法耦合速度场与压力场，迭代修正直至收敛，完成碳烟生成过程的数值计算； 步骤四：将小火焰模型与S-EQMOM耦合，结合详细化学反应机理，分析碳烟生成过程中的物理化学行为。

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