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龙图腾网恭喜东北大学申请的专利一种圆坯连铸凝固传热的有限元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：CN114491855B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-18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：202210092449.X，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权一种圆坯连铸凝固传热的有限元计算方法是由朱苗勇;孟晨;王卫领;禚朔;罗森设计研发完成，并于2022-01-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种圆坯连铸凝固传热的有限元计算方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种圆坯连铸凝固传热的有限元计算方法，涉及钢连铸技术领域。该方法包括根据圆坯断面尺寸建立圆坯二维几何模型；对圆坯二维几何模型进行网格划分，构建圆坯二维有限元模型；针对圆坯连铸凝固传热问题，建立圆坯二维有限元凝固传热模型；利用圆坯二维有限元凝固传热模型计算连铸过程中的温度场变化。该方法充分考虑了圆坯的弧形边界，采用一般四边形单元，当网格足够密时，边界上可用分段直线模拟计算区域边界的任意曲线，同时避免采用矩形单元造成边界呈锯齿状；采用有限元法进行计算相对于有限差分法等计算精度有所提高；根据结晶器和二冷各区不同的冷却条件选择合适的边界条件，更为准确地模拟圆坯实际连铸生产过程中的传热现象。

本发明授权一种圆坯连铸凝固传热的有限元计算方法在权利要求书中公布了：1.一种圆坯连铸凝固传热的有限元计算方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤1：根据圆坯断面尺寸，利用有限元分析软件建立圆坯二维几何模型；步骤2：对圆坯二维几何模型进行网格划分，构建圆坯二维有限元模型并保存网格信息；步骤3：针对圆坯连铸凝固传热问题，建立圆坯二维有限元凝固传热模型；步骤4：利用圆坯二维有限元凝固传热模型计算连铸过程中的温度场变化；所述步骤3包括如下步骤：步骤3.1：构建有限元传热基本方程；步骤3.2：构建瞬态传热问题的有限元计算模型；步骤3.3：构建平面四节点四边形单元，并基于该单元针对不同的传热边界条件进行传热分析；所述基于平面四节点四边形单元针对不同的传热边界条件进行传热分析包括：1无传热边界，完全为内部单元时：单元温度刚度矩阵元素的计算公式为式18，单元热容矩阵元素的计算公式为式19，节点载荷的计算公式为式20；2如果该单元的某条边为符合第二类传热边界条件S2的传热边界时：单元温度刚度矩阵元素的计算公式为式18，单元热容矩阵元素的计算公式为式19，节点载荷的计算公式为式24；3如果该单元的某条边为符合第三类传热边界条件S3的传热边界时：单元温度刚度矩阵元素的计算公式为式25和式26，单元热容矩阵元素的计算公式为式19，节点载荷的计算公式为式27； 上式中，kmn和kmm均为单元温度刚度矩阵元素；k为热传导系数；Nm和Nn均为形状函数；a为参数空间的积分上限；b为参数空间的积分下限；J为雅可比矩阵；|J|为雅可比矩阵行列式；J*为雅可比矩阵的伴随矩阵；x，y为笛卡尔坐标系；ξ，η为参数空间的坐标系；cmn代表单元热容矩阵元素；ρ为材料密度；cT为材料比热；pm代表节点载荷；qv为单位体积内材料内部单位体积中产生的热量，称为内热源密度；L为该单元的传热边界长度；为在符合边界条件S2的边界上的给定凝固热流密度；为物体与周围介质的对流换热系数；T∞为环境温度；t为时间。

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