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龙图腾网获悉北京信息科技大学申请的专利一种基于局部非热平衡耦合模型的回热器的优化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：CN119378429B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-30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：202411395995.6，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权一种基于局部非热平衡耦合模型的回热器的优化方法是由郭陈栋;郭凯;王泽昊;白玉航;朱宇轩设计研发完成，并于2024-10-08向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于局部非热平衡耦合模型的回热器的优化方法在说明书摘要公布了：基于局部非热平衡耦合模型的回热器的优化方法，属于回热器综合性能优化领域。本发明实现方法为：基于回热器的一维局部非热平衡模型和三维局部非热平衡模型进行设计变量计算及迭代，获得回热器的局部非热平衡的耦合模型；本发明通过建立自由活塞斯特林发电机回热器的局部非热平衡耦合模型替代以往单一的理想化模型，提高对回热器的优化精度；以目标函数包括流动压降和导热损失优化目标，结合回热器性能约束条件构建回热器优化问题；根据回热器优化问题，对回热器在预设工作条件下进行设计变量的多目标优化，根据优化后的回热器的结构参数抑制中回热器产生的流阻损失和导热损失，提高对回热器的流阻损失和导热损失的抑制精度和效率。

本发明授权一种基于局部非热平衡耦合模型的回热器的优化方法在权利要求书中公布了：1.一种基于局部非热平衡耦合模型的回热器的优化方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤1、根据回热器设计要求，确定自由活塞斯特林发电机回热器壳体和填充基体的设计变量及其取值范围、回热器的工作条件；壳体的设计变量为壳体直径；填充基体的设计变量为其丝网直径和孔隙率；工作条件包括初始工作压力、发动机转速以及热端温度； 步骤2、依据步骤1确定的初始设计变量建立自由活塞斯特林发电机回热器一维局部非热平衡模型和三维局部非热平衡模型； 步骤3、以步骤2中回热器的一维局部非热平衡模型和三维局部非热平衡模型进行设计变量计算及迭代，获得回热器的局部非热平衡的耦合模型，具体的迭代流程为：首先，通过一维局部非热平衡模型计算回热器内的温度和压力分布，并将结果作为边界条件输入三维局部非热平衡模型；然后，使用三维局部非热平衡模型进行更精细的流动与传热计算，得到新的温度和压力数据；将这些数据反馈至一维局部非热平衡模型，重新计算并迭代；通过多次迭代，当一维和三维模拟的温度与压力变化误差小于预设百分比阈值时，判定满足迭代收敛条件； 步骤4、对步骤3中的耦合模型进行流体力学与热力学分析，并获取回热器的流阻损失和导热损失，以评估回热器的综合性能；其流阻损失表达式为： 其中，D是回热器直径，v是气体的平均流速，ΔP是流动压降，表示如下： 其中，L是回热器长度，ρ是气体密度，Dh是当量直径，f是气体流经回热器的摩擦系数，计算式为： 其中，是孔隙率，ds是丝网直径，Rem是动力雷诺数，表示如下： 其中，μ是气体的动力黏度； 导热损失表达式为： 其中，km是回热器内气体流经金属丝网填料的换热系数，Th为热端温度，Tc为冷端温度，Am是金属填料的横截面积，表示如下： 回热器的综合性能评价指标采用综合性能参数表示，并在此基础上引入热损失系数hR进行计算，进一步量化热损失对回热器性能的影响，提高对回热器的综合性能评价精度，具体如下： 其中，σ是比表面积，与孔隙率和丝网直径有关，hR为热损失系数，分别表示如下： 其中，m是气体的质量流量，cp是气体的比热容； 将上述公式810进行整理，得到回热器综合性能参数的表达式为： 步骤5、以目标函数包括流动压降和导热损失优化目标，结合如式12所述的约束条件构建基于局部非热平衡耦合模型的回热器优化问题；根据基于局部非热平衡耦合模型的回热器优化问题，对回热器在步骤1的工作条件下进行设计变量的多目标优化，得到优化后的回热器的结构参数，根据优化后的回热器的结构参数抑制步骤4中回热器产生的流阻损失和导热损失；其中，目标函数包括流动压降和导热损失，约束条件共计4条，包括3条回热器性能约束条件，约束条件表达式表示如下：

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