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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邻接网格的粗糙涂层冲蚀特性与表面温度预测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：CN120473051B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-03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：202510969141.2，技术领域涉及：G16C60/00；该发明授权一种基于邻接网格的粗糙涂层冲蚀特性与表面温度预测方法是由王飞龙;王玉彬;曾嘉慰;张烨苓;张茜;朱水花;彭家林;毛军逵设计研发完成，并于2025-07-15向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于邻接网格的粗糙涂层冲蚀特性与表面温度预测方法在说明书摘要公布了：本发明公布了一种基于邻接网格的粗糙热障涂层表面冲蚀特性与温度分布预测的方法，包括建立网格模型，使用适用于热障涂层的颗粒充实模型，使用支持涂层动态厚度的薄壁热阻模型，建立基于邻接网格斜率的颗粒轨迹修正方法，设定时间放大因子等。考虑颗粒流动方向上涂层粗糙特征对颗粒未来碰撞轨迹的影响，同时依据涂层粗糙特征判断反方向颗粒已存在轨迹是否存在，进而准确预测颗粒在涂层表面的实际碰撞轨迹，结合颗粒冲蚀模型与动态薄壁热阻模型实现预测未来任意时刻涂层表面的冲蚀特性及涂层表面温度分布情况。本发明的方法能够有限预测热障涂层表面寿命情况，为热防护系统设计与设备保养提供一定的数据支撑与指导。

本发明授权一种基于邻接网格的粗糙涂层冲蚀特性与表面温度预测方法在权利要求书中公布了：1.一种基于邻接网格的粗糙涂层冲蚀特性与表面温度预测方法，其特征在于，包括： 步骤1：使用电子显微镜扫描实验室涂层样品，以预设的采样率获取涂层厚度点云数据，同时获取涂层粗糙度； 步骤2：建立网格模型：根据冲蚀面形状及尺寸，结合电子显微镜采样率规定网格尺寸，利用ICEM软件建立冲蚀面物理模型并划分为六面体网格； 步骤3：使用冲蚀面物理模型中的冲蚀面网格坐标与涂层厚度点云数据中包含的位置信息进行匹配，使用UDM存储涂层厚度信息以供调用； 步骤4：建立基于邻接网格斜率的颗粒轨迹修正方法：当颗粒与冲蚀面某网格发生撞击时，查找撞击的六面体网格单元的四个邻接网格；规定与颗粒流动同向的两个邻接网格为斜率修正单元，反向的两个邻接网格为阴影区判断单元；使用斜率修正单元存储的涂层厚度信息与撞击点涂层厚度重新计算撞击点涂层法线；使用阴影区判断单元涂层厚度信息与撞击点涂层厚度判断该颗粒轨迹是否存在，判断方式为检测与颗粒流动方向相反的网格单元保存的涂层是否遮蔽了颗粒入射轨迹，如果遮蔽代表遮蔽了颗粒入射轨迹的区域为阴影区，取消该颗粒对涂层的影响； 步骤5：编译步骤四建立的颗粒轨迹修正方法UDF，编译适用于热障涂层冲蚀预测的颗粒冲蚀模型UDF，编译适用于涂层厚度变化的动态薄壁热阻模型UDF； 步骤6：将网格模型导入Ansys‑Fluent软件中，设置数值模拟边界条件，加载颗粒轨迹修正方法UDF、颗粒冲蚀模型UDF与动态薄壁热阻模型UDF，设置迭代钩子函数，在钩子函数中投入放大因子； 步骤7：对计算域进行稳态计算，待流场稳定并充满颗粒后激活颗粒轨迹修正方法、颗粒冲蚀模型与动态薄壁热阻模型，经颗粒冲蚀模型计算后得到涂层冲蚀量，结合颗粒冲蚀处网格面积计算涂层残余厚度与冲蚀速率； 步骤8：将步骤7中涂层残余厚度输入动态薄壁热阻模型，得到涂层表面温度分布； 步骤9：通过步骤8获得涂层表面温度分布确定涂层当前表面温度，再以涂层当前表面温度计算涂层隔热温度或热障涂层涂覆区的冷却效率； 在步骤5中，适用于热障涂层冲蚀预测的颗粒冲蚀模型为： ； ； 其中：；其中，为总冲蚀量，为颗粒质量，为碰撞角度，为碰撞速度，为临界角度，为临界速度，为切削冲蚀系数，为变形冲蚀系数，其中BB部分是在大角度冲蚀下涂层的质量损失，AA部分为碰撞角小于临界角度时的切削量，CC部分为碰撞角大于临界角度时的切削量； 在颗粒碰撞角度小于临界角度时，颗粒冲蚀造成的冲蚀量中切削冲蚀占大部分，而当碰撞角度大于等于临界角度时，变形冲蚀量大于切削冲蚀量；当颗粒碰撞速度小于临界速度时，颗粒不造成变形质量损失；而切削冲蚀系数、变形冲蚀系数受到颗粒、涂层物性的共同影响； 其中临界角度与涂层温度有关： ； 其中为涂层温度； 临界速度与颗粒、涂层物性相关： ； 其中，为涂层的屈服应力；为颗粒密度；qp颗粒泊松比；为颗粒材料的杨氏模量；qm为靶材的泊松比；为考虑靶材孔隙率与泊松比的杨氏模量；而切削冲蚀系数与变形冲蚀系数表达为： ； ； 其中为颗粒的形状因子，为面外维氏硬度，为面内维氏硬度；与为温度依赖项；其中温度依赖项与描述为： ； ； Hv为涂层维氏硬度，Vp为颗粒速度，为涂层真实密度，其与涂层相对密度的关系为，其中为致密YSZ热障涂层密度，为形状因子，、、以及为温度依赖项拟合参数。

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