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龙图腾网获悉南京理工大学申请的专利基于CFD-DEM的等离子体射流作用下密实装药床颗粒散布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：CN119830790B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21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：202411872211.4，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权基于CFD-DEM的等离子体射流作用下密实装药床颗粒散布计算方法是由薛晓春;黄磊;张欣尉;余永刚设计研发完成，并于2024-12-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于CFD-DEM的等离子体射流作用下密实装药床颗粒散布计算方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于CFD‑DEM的等离子体射流作用下密实装药床颗粒散布计算方法，包括：采用包含脉冲电路放电、毛细管烧蚀、等离子体喷射的毛细管烧蚀产生等离子体的零维数学物理模型，得到等离子体射流温度和压力随时间变化的曲线拟合公式；获取密实装药床的初始信息；建立密实装药床几何模型，设定密实装药床模型的几何尺寸参数，进行网格划分，在CFD求解器中建立密实装药床等离子体射流点传火模型；在DEM求解器中建立颗粒模型；耦合Fluent和Edem计算软件，进行瞬态计算求解，对CFD求解器同步进行数值计算，得出仿真结果数据。本发明能够得到颗粒在药室内运动的瞬时速度分布以及颗粒在药室内的最终堆积情况。

本发明授权基于CFD-DEM的等离子体射流作用下密实装药床颗粒散布计算方法在权利要求书中公布了：1.一种基于CFD-DEM的等离子体射流作用下密实装药床颗粒散布计算方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1，采用包含脉冲电路放电、毛细管烧蚀、等离子体喷射的毛细管烧蚀产生等离子体的零维数学物理模型，通过计算得到等离子体射流温度和压力随时间变化的曲线拟合公式； 零维数学物理模型包括： 脉冲放电数学模型： P＝IU-I2Rs 上式中Rs是杂散电阻，C是电容器组电容，U是放电电压，I是放电电流，P是等离子体负载接收到的功率，R′是等离子体混合物等效电阻，t是时间； 毛细管烧蚀数学模型： 其中NCH2表示CH2自由基数量，ECC为C-C键能，f为辐射系数，Tp是等离子体的温度，σ为Stefan-Boltzmann常数，r1为毛细管半径，l1为毛细管长度； 等离子体喷射数学模型： 其中m0为毛细管中喷出的等离子体质量，r0为喷嘴半径，γp为等离子体的比热比，Rp为等离子体气体常数，pp为等离子体射流压力，mp为毛细管烧蚀生成的等离子体质量，m1为毛细管中剩余的等离子体质量，mC和mH分别为碳原子和氢原子质量； 步骤2，获取密实装药床的初始信息，包括腔室内流体初始温度、压力、密实装药床的几何结构及尺寸，等离子体射流点火结构； 步骤3，利用三维建模软件建立密实装药床几何模型，设定密实装药床模型的几何尺寸参数，采用四面体网格对所述密实装药床几何模型进行网格划分，在CFD求解器中建立密实装药床等离子体射流点传火模型； 步骤4，在DEM求解器中建立颗粒模型，具体包括颗粒仿真计算参数，颗粒接触模型，初始颗粒生成； 步骤5，耦合Fluent和Edem两个计算软件，采用隐式的压力速度耦合算法进行瞬态计算求解，基于设置的时间步长、计算时间步数，对CFD求解器同步进行数值计算，得出仿真结果数据；具体包括： 步骤5-1，在CFD-DEM耦合计算中等离子体相被视为连续相，其控制方程如下： 式中pf、ρf、εf分别表示流体相的压力、密度、网格内气体体积分数，g是重力加速度，μ为流体粘性系数，μt为湍流粘性系数，S为动量交换源项，uf,i表示插值到颗粒i的流体速度，uf,j表示插值到颗粒j的流体速度，xi表示颗粒i位置，xj表示颗粒j位置； 在CFD-DEM耦合计算中颗粒被视为离散相，其控制方程如下： 式中，mp是颗粒质量，vp是颗粒平动速度，FP为压力梯度力，Fd为曳力，Fc为碰撞接触力，ωp是颗粒角速度,IP是转动惯量，Ln是颗粒质心到接触点的矢量半径，N是与当前颗粒碰撞的所有颗粒数量，fτ,ij是离散颗粒间的切向碰撞接触力； 气固两相流动中，颗粒与气相的动量交换主要体现在曳力上，流场中单个颗粒i受到的曳力计算公式如下： 上式中，Vs为颗粒体积，uf,i为插值到颗粒i处的流体速度，vs,i为颗粒i的速度，β是相间动量交换系数，εs是当前网格内的固相体积分数； 步骤5-2，在CFD求解得到等离子体射流的流动数据、仿真时间；在DEM求解器中得到瞬时颗粒空间分布、颗粒瞬时速度云图。

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