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龙图腾网获悉华南理工大学申请的专利基于全显式粒子法的熔融物与冷却剂作用碎化模拟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：CN119724658B 。

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：202411513136.2，技术领域涉及：G21D3/00；该发明授权基于全显式粒子法的熔融物与冷却剂作用碎化模拟方法是由李根;廖云龙;高金辰设计研发完成，并于2024-10-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于全显式粒子法的熔融物与冷却剂作用碎化模拟方法在说明书摘要公布了：本发明公开的基于全显式粒子法的熔融物与冷却剂作用碎化模拟方法，主要步骤如下：初始化粒子分布，定义粒子作用域；计算粒子的焓值、温度和相态；显式计算控制方程中的粘性项、表面张力项和重力项，估算粒子的速度和位置；显式计算压力，用压力梯度修正粒子的速度和位置；碎化结合判断粒子组成；PMS模型计算固体碎片的重心位置、速度以及角速度；DEM模型计算固体碎片运动，更新粒子速度和位置；输出计算结果。本发明基于全显式粒子法将熔融物碎化判别模型与PMS模型及DEM模型进行耦合，能够模拟熔融物在冷却剂中的碎化行为及碎片床的形成过程，采用显式压力状态方程计算压力，能获得更平滑的压力场，同时提高计算效率。

本发明授权基于全显式粒子法的熔融物与冷却剂作用碎化模拟方法在权利要求书中公布了：1.基于全显式粒子法的熔融物与冷却剂作用碎化模拟方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、初始化熔融物和冷却剂的粒子分布并定义粒子作用域，熔融物和冷却剂通过粒子法进行离散化，每个粒子携带的物质属性包括密度、温度、速度； 步骤2、建立熔融物与冷却剂粒子间的热传递模型及相变模型，通过耦合微分方程描述粒子之间热量交换过程，模拟粒子在热力学过程中的状态演变，分析粒子内部能量的变化、粒子在相变过程中液态与固态的比例以及粒子在冷却或加热过程中的热分布情况，得到熔融物与冷却剂相互作用的相态、焓值和温度随时间变化的动态过程； 步骤3、显式获取重力项、表面张力项和粘性项，估算粒子的临时速度和位置； 步骤4、通过显式压力状态方程获取粒子所受压力，通过求解显式压力状态方程更新压力场，粒子速度和位置通过求解压力梯度项修正；显式压力状态方程为： 式中：Pk表示粒子在当前时刻所受压力，u表示粒子的速度，K表示人工体积模量，Δt表示时间步长，表示当前时刻临时粒子数密度，n0表示初始粒子数密度； 步骤5、通过碎化结合模型，对彼此接近的熔融状态粒子进行识别和判断，将彼此接近的熔融状态粒子结合形成新的碎片； 步骤6、判别得到熔融物碎化的固体碎片后，采用基于角动量守恒的流固耦合模型PMS对固体碎片的状态进行初始化，获取固体碎片的重心位置、速度以及角速度： 步骤7、当固体相互碰撞时，采用离散单元法DEM用于获取在更新固体粒子速度和位置时产生的接触力，其只发生在属于不同固体的两个粒子之间，利用所述接触力更新DEM的临时速度和位置，根据粒子的临时速度和位置计算由DEM作用后固体碎片的重心位置、速度以及角速度，通过固体碎片的平移和旋转运动更新粒子的位置和速度； 步骤8、通过循环步骤2‑步骤7的计算，获得不同时刻下熔融物碎化后固体碎片的位置、速度、温度、压力随时间的变化，最终获得固体碎片堆积形成碎片床的结构、孔隙率以及颗粒的形貌，分析碎片床在冷却剂中的热交换性能和冷却效果，通过模拟计算碎片床内部的温度场分布及热传导行为，评估不同冷却条件下碎片床的冷却效率。

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