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龙图腾网获悉西安交通大学申请的专利一种基于最小二乘粒子法的堆芯熔化收集器设计优化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：CN115828716B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-14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：202211401352.9，技术领域涉及：G06F30/25；该发明授权一种基于最小二乘粒子法的堆芯熔化收集器设计优化方法是由张斌;胡铭豪;任前永;王文鹏;曹胜;单建强设计研发完成，并于2022-11-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于最小二乘粒子法的堆芯熔化收集器设计优化方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于最小二乘粒子法的堆芯熔化收集器设计优化方法，该方法基于拉格朗日方法中具有更高模拟精度且没有空间一致性限制的最小二乘移动粒子法，在此基础上添加流固耦合模型PMS模型用于计算冷却剂与固体熔融物之间的相互作用，最后通过固体碰撞模型DEM方法计算流场中熔融物固体颗粒之间、熔融物固体颗粒与固体壁面之间的作用力。此外，采用优化粒子滑移模型缓解粒子粒子聚集效应；利用光滑化处理计算密度和动力粘度以提高计算稳定性；通过代数计算和几何计算的双检测方法来提高粒子类型判定的准确性。本发明方法是一种具备模拟堆芯熔化收集器中流固耦合问题和固体碰撞问题能力的方法，以用于堆芯熔化收集器的设计优化。

本发明授权一种基于最小二乘粒子法的堆芯熔化收集器设计优化方法在权利要求书中公布了：1.一种基于最小二乘粒子法的堆芯熔化收集器设计优化方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、根据堆芯熔化收集器的模拟工况设置不同粒子的初始位置、速度、压力、相、粒子边界类型以及固体颗粒编号信息，并对设置信息进行预处理； S2、每隔十个时间步长调用Link-list算法，对步骤S1预处理后的每个粒子以及其截止半径内的粒子进行检索并存储粒子编号； S3、采用几何计算和代数计算结合的双检测方法对粒子表面类型进行判定； S4、根据S3步骤判定的粒子表面类型计算最小二乘移动粒子法所必需的微小修正位移量，保证计算精度的同时避免粒子位移扭曲； S5、进入光滑化处理子程，对所有粒子的密度、动力粘度系数进行光滑化处理，降低压力计算不稳定的可能性； S6、显式计算包括固体粒子在内的所有粒子的重力、粘性力、表面张力；忽略压力的影响，利用重力、粘性力以及表面张力求解粒子临时速度和临时位置： 其中，右侧括号内第一项为粘性力，表示表面张力和重力的矢量和，为运动粘度，为粒子的临时速度，为粒子的临时位置，为计算时间步长，为n时刻粒子的速度，为n时刻粒子的位置； S7、使用最小二乘移动粒子法的高精度离散算子对压力泊松方程中的项进行离散，再使用稳定双共轭梯度法隐式求解压力泊松方程得到下一时刻的压力值，根据压力值更新粒子的位置和速度： 其中，表示由压力梯度引起的粒子的速度变化量，表示密度，、、分别表示n+1时刻粒子的压力、速度和位置； S8、进入流固耦合子程对堆芯熔融物固体颗粒进行修正，计算堆芯熔融物固体颗粒的重心位置、速度以及角速度： 其中，为固体颗粒在n时刻的质心坐标，、分别为n+1时刻的固体颗粒的速度、角速度；为n时刻固体颗粒的角速度；为固体颗粒中包含的固体粒子的数量；为粒子的质量；、分别表示固体颗粒中固体粒子i在n时刻和n+1时刻的速度，在进入该步骤进行计算前，固体颗粒中的固体粒子被当作液体粒子进行计算； 根据堆芯熔融物固体颗粒的重心位置、速度以及角速度对熔融物固体颗粒中粒子的速度和位置进行修正，计算公式如下： 其中，坐标转换矩阵的形式为： 其中，为熔融物固体颗粒在n时刻角速度的大小； S9、根据步骤S8计算的熔融物固体颗粒的速度，熔融物固体颗粒将运动一个固体碰撞计算时间步长从而得到下一计算时刻的位置；根据这个位置，固体碰撞模块将计算每个熔融物固体颗粒与搜索域内的熔融物固体颗粒和收集器壁面的接触情况，并根据弹簧-阻尼模型计算固体颗粒相互碰撞的作用力： 其中，、分别为熔融物固体颗粒i和熔融物固体颗粒j之间法向和切向的接触力；、分别是熔融物固体颗粒间接触点法向和切向的相对位移，、分别是法向和切向的刚度；、分别是法向和切向阻尼系数；为固体颗粒间的摩擦系数；表示时间；产生重叠之后的熔融物固体颗粒会产生推力从而推开彼此，推开的加速度为： 其中，是熔融物固体颗粒ii在k时刻的线加速度和角加速度，和分别是固体碰撞过程中k时刻作用在熔融物固体颗粒ii质心上的作用力和力矩，是熔融物固体颗粒ii的质量；为熔融物固体颗粒ii的转动惯量； 利用计算出的加速度和角加速度，更新下一固体碰撞计算时刻的位置、角度、速度和角速度： 其中，、、、分别表示固体颗粒在k+1时刻的速度、角速度、角度和位移；表示固体碰撞计算时间步长； 求解出下一时间步长的位置和速度之后，重复步骤S9操作次，得到一个最小二乘离散计算步长后熔融物固体颗粒的在堆芯熔化收集器中的位置，其中，表示进行最小二乘移动粒子法离散计算的时间步长。

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