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龙图腾网获悉北京科技大学;湖南华菱湘潭钢铁有限公司申请的专利基于动态温度边界条件的连铸坯凝固过程相场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：CN120388665B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10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：202510887356.X，技术领域涉及：G16C60/00；该发明授权基于动态温度边界条件的连铸坯凝固过程相场模拟方法及系统是由刘青;黄俊雄;高擎;张江山;王超;崔贺楠;高建文设计研发完成，并于2025-06-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于动态温度边界条件的连铸坯凝固过程相场模拟方法及系统在说明书摘要公布了：本发明涉及金属凝固数值模拟及计算材料科学技术领域，提供了一种基于动态温度边界条件的连铸坯凝固过程相场模拟方法及系统；所述方法包括S1收集钢材的物性参数和成分数据、连铸机结晶器参数和二次冷却工况参数；S2选择相场法模型，确定初始参数；S3求解相场、溶质场和温度场控制方程，得到随时间演变的相场变量、溶质分布和温度场数据；求解温度场控制方程时，将连铸工艺参数引入相场模型，并考虑D、N、R三类热边界条件的组合模拟实际边界传热过程。本发明实现了三类热边界条件的任意组合与稳定求解，显著提升相场模拟对凝固过程复杂热边界条件的适应能力与计算效率，兼顾了解析精度、计算效率与工程适应性。

本发明授权基于动态温度边界条件的连铸坯凝固过程相场模拟方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于动态温度边界条件的连铸坯凝固过程相场模拟方法，其特征在于，所述方法包括： S1、收集待研究钢材的物性参数和成分数据、连铸机结晶器参数和二次冷却工况参数； S2、选择相场法模型，确定模拟计算所需的初始参数； S3、根据待研究钢材的所述物性参数及所述相场法模型，求解相场、溶质场和温度场控制方程，得到随时间演变的相场变量、溶质分布和温度场数据；其中，在求解温度场控制方程时，将连铸机结晶器参数和二次冷却工况参数引入相场法模型，并使用Dirichlet、Neumann、Robin三类热边界条件的组合模拟实际边界的传热过程； 确定温度边界条件的方法如下： 步骤一、判断连铸坯凝固组织形成位置：在结晶器区域采用凝固平方根定律，在二冷区段采用宏观传热数学模型，建立坯壳厚度δ与凝固时间t的拟合关系，从而判断铸坯凝固位置是位于结晶器内，还是进入二冷区及其具体位置； 步骤二、当铸坯凝固位置在结晶器内时，采用如下方法确定边界条件： 在连铸工艺中的结晶器中钢液与结晶器壁面接触时，钢液凝固为非零的Neumann边界条件，结晶器中热流密度边界条件具体的无量纲形式为： ； 根据上式计算θm值；式中：L为凝固潜热，Cp为比热容，λ为耦合系数，β为结晶器形状系数，Ld为钢液凝固时坯壳位置离弯月面的距离，Vc为连铸机拉坯速度； 温度场具有上、下、左、右边界，其中上、左和右边界条件的热流密度值均为0，表示均为绝热边界条件，下边界条件则为计算的θm值，即为耦合拉坯速度输入到相场模型的温度边界条件； 步骤三、当铸坯凝固位置在二冷区段时，采用如下方法确定边界条件： 钢液凝固时温度边界条件采用Robin边界条件，将温度边界条件转化为耦合二冷区水流量的相场温度边界条件式如下式： 二冷区足辊段无量纲热流密度，； 二冷区活动段、扇形段无量纲热流密度，； 式中：θ为无量纲过冷度，hf为二冷区足辊段传热系数，hk为二冷区活动段、扇形段传热系数，θs1为二冷区足辊段的无量纲冷却水温度，θs2为二冷区活动段、扇形段的无量纲冷却水温度； 温度场下边界条件给值具体过程为：铸坯凝固位置在足辊段时使用θf值，在活动段、扇形段时使用θw值；温度场左、右和上边界为Neumann类型，热流密度值取值为0，即绝热边界条件； 步骤四、采用交替隐式迭代方法求解二维温度场，分解为交替x和y方向的一维隐式求解，在奇数步和偶数步调换求解方向的顺序，保证求解结果的对称性，同时构造一维隐式求解器，使用Thomas算法求解三对角矩阵，提高求解温度场控制方程效率。

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