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龙图腾网获悉华中科技大学申请的专利一种激光加工熔池-匙孔动态行为高效数值模拟方法及系统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：CN120145689B 。

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：202510299442.9，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权一种激光加工熔池-匙孔动态行为高效数值模拟方法及系统是由耿韶宁;王瑜;韩楚;蒋平;吴家栋设计研发完成，并于2025-03-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种激光加工熔池-匙孔动态行为高效数值模拟方法及系统在说明书摘要公布了：本发明属于激光制造数字孪生技术领域，公开了一种激光加工熔池‑匙孔动态行为高效数值模拟方法及系统，本发明针对全焊缝大尺度仿真计算资源紧张的问题，采用动态滑移技术，将大计算域缩小降低计算资源需求量。针对LBM高维数据混合通信导致的信息混乱问题，采用降维通信技术，将高维数据一维展开，保证了并行进程间的高效统一通讯。针对界面位置追踪困难的问题，在程序架构上采用串行并行混合的方式，将子进程中的相场序列参数收集到主进程中，实现界面位置的精确追踪。本发明基于易于并行、具有坚实的物理基础及模拟精度更高的格子玻尔兹曼法LBM，结合MPI并行计算技术对激光加工全焊缝大尺度熔池‑匙孔演变过程进行数值仿真，通过高效精确的计算与通信，使得全焊缝大尺度的激光加工数值模拟成为可能，为大构件长焊缝形貌预测提供技术支持。

本发明授权一种激光加工熔池-匙孔动态行为高效数值模拟方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种激光加工熔池‑匙孔动态行为高效数值模拟方法，其特征在于，所述激光加工熔池‑匙孔动态行为高效数值模拟方法包括以下步骤： S1：熔池‑匙孔形貌提取及图像处理，确定计算域的初始大小； S2：三维动态滑移计算域的实现：利用动态滑移技术构建跟随激光束移动的动态恒定计算域； S3：利用格子玻尔兹曼方法和相场法构建的激光加工熔池‑匙孔动态行为数值仿真模型进行模块划分，基于MPI并行计算技术将数值仿真模型划分成并行计算模块和串行计算模块； 并行计算模块包括：速度粒子分布函数计算模块、焓粒子分布函数计算模块、相场粒子分布函数计算模块和受力计算模块；串行计算模块包括：界面位置识别模块、激光束多重反射热源模块、文件输出模块； S4：针对并行计算模块，三维LBM引入的粒子分布函数带来的四维数据，而流场、温度场、相场标量为三维数据，因此计算过程存在高维数据混合并行计算的难题； S5：计算后处理：根据计算的结果，通过Tecplot360 GUI界面可视化激光加工过程中的熔池‑匙孔形貌和温度场、速度场和相场分布； 所述熔池‑匙孔形貌提取及图像处理，确定计算域的初始大小； S1.1：通过高速摄像获取激光加工过程中的熔池‑匙孔形貌动态变化的视频文件；选取加工稳定状态时熔池‑匙孔形貌作为图像处理步骤的输入； S1.2：将加工稳态熔池‑匙孔形貌图像导入MATLAB中，基于MATLAB中的Image Processing Toolbox图像处理工具箱对高速摄像机采集到的图像进行预处理：对文件夹中的图像进行读取，将原有的图片格式改为RGB格式便于后续程序进行图像处理； S1.3：采用工具包中的grayImage函数对提取的图像进行灰度化处理；采用工具包中的gaussianBlur函数对图像进行高斯滤波处理，平滑处理图像，消除图像中的高斯噪声及图像中的随机噪声，提高图像质量，便于后续提取加工熔池‑匙孔边界的特征线； S1.4：利用Sobel算子对图像进行锐化处理，将加工熔池‑匙孔边界特征凸显出来；通过边界特征图像提取出稳定加工过程中的熔池‑匙孔的最长值Smax和最宽值Wmax，和熔深最高值Hmax； S1.5：确定激光加工数值模拟的最优计算域的长度L、宽度W和高度H分别为2*Smax、2*Wmax和1.5*Hmax，保证稳定加工时熔池‑匙孔在计算域内基本处于中部区域。

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