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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利一种基于格子玻尔兹曼通量算法的流固耦合数值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：CN115828782B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-19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：202211546774.5，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权一种基于格子玻尔兹曼通量算法的流固耦合数值模拟方法是由王岩;赵楠设计研发完成，并于2022-12-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于格子玻尔兹曼通量算法的流固耦合数值模拟方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于格子玻尔兹曼通量算法的流固耦合数值模拟方法，该方法步骤如下：S1、确定计算区域，读取网格信息、物性参数及控制参数；S2、求解二维非定常流场的Navier‑Stokes方程，其中对流项使用格子玻尔兹曼法求解，然后更新流场参数；S3、求解运动方程；S4、根据步骤S3求解运动方程的结果更新流场边界条件和网格坐标；S5、判断是否达到模拟时间，是、则进入步骤S7，否、则进入步骤S6；S6、返回步骤S2进行下一个时间步计算；S7、模拟结束。本发明的方法将格子玻尔兹曼通量方法应用于非定常流场的无粘通量求解，能够从物理层面改善对流场细节特征的捕捉，从而有效提高气动力模拟能力。

本发明授权一种基于格子玻尔兹曼通量算法的流固耦合数值模拟方法在权利要求书中公布了：1.一种基于格子玻尔兹曼通量算法的流固耦合数值模拟方法，其特征在于：该方法步骤如下： S1、确定计算区域，读取网格信息、物性参数及控制参数，进入步骤S2； S2、求解二维非定常流场的Navier-Stokes方程，其中对流项使用格子玻尔兹曼法求解，然后更新流场参数，进入步骤S3； S3、求解弹性系统的运动方程，进入步骤S4； S4、根据步骤S3求解运动方程的结果更新流场边界条件和网格坐标，进入步骤S5； S5、判断是否达到模拟时间，是、则进入步骤S7，否、则进入步骤S6； S6、返回步骤S2进行下一个时间步计算； S7、模拟结束； 所述步骤S2中的Navier-Stokes方程为： 式1中，Ω是控制体；S是控制体单元边界面；为S微元的外法向面积向量；Re为雷诺数；W为宏观守恒量；F为对流通量；Fv为粘性通量； 式1中的宏观守恒量W、对流通量F、粘性通量Fv的具体表达式分别如下： 粘性通量Fv中的各项表达式如下： 式2-式12中，ρ、E、p、T分别代表密度、单位质量总能、压强以及温度；τ为粘性剪切应力；μ是动力粘性系数，基于涡粘假设，粘性系数μ＝μl+μt，μl和μt分别为层流粘性系数和湍流粘性系数，由Sutherland公式可以得到层流粘性系数其中 为有量纲的来流温度，湍流粘性系数μt由湍流模型给定；λ由Stokes假设给出Prl为层流Prandtl数；Prt为湍流Prandtl数，Prl＝0.72，Prt＝0.9；γ为比热比，对于空气，γ＝1.4；M∞为来流马赫数； 将Navier-Stokes方程中的对流通量F表述为无粘通量F，能够将式4改写为式13的形式： 式13中，F1为定常时的无粘通量，用BGK近似的格子玻尔兹曼方程来求解；F2为网格运动引起的通量变化，将网格边界两侧网格物理量的平均值作为该边界处的物理量，直接求解； BGK近似的格子玻尔兹曼方程为： 式14中，r表示物理位置；τ代表通过碰撞使粒子分布趋向平衡态的分布时间；fα是沿α方向的密度分布函数；为对应的平衡态；δt为流动时间步长；eα为粒子在α方向上的速度；N是离散粒子的速度数； 通过Chapman-Enskog多尺度展开能够证明：式14能够成功的恢复到宏观NS方程，建立宏观守恒量W和密度分布函数fα之间联系的关系，即微观物理量和宏观物理量之间的联系；使用LB模型对式14进行求解，能够得到密度分布函数fα，然后根据宏观守恒量W和密度分布函数fα之间的联系得到宏观守恒量W，从而求得无粘通量F1。

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