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龍圖騰網(wǎng)恭喜南京航空航天大學(xué)申請的專利一種船舶熱特性數(shù)值模擬方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN114329777B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-04-01發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202111625428.1，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06F30/15；該發(fā)明授權(quán)一種船舶熱特性數(shù)值模擬方法是由鄒燚濤;孔犇犇;徐鑫甜;楊凱杰;潘加爽;蔣彥龍?jiān)O(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2021-12-28向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種船舶熱特性數(shù)值模擬方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種船舶熱特性數(shù)值模擬方法。屬于熱特性仿真領(lǐng)域，具體步驟：1、劃分船體模型網(wǎng)格，2、建立船體熱特性數(shù)學(xué)模型，3、求解網(wǎng)格單元熱平衡方程，4、處理數(shù)值計(jì)算結(jié)果；對船體模型的每個(gè)網(wǎng)格單元進(jìn)行溫度或熱流密度賦值，得到船舶整體的溫度或熱流密度分布情況；本發(fā)明提出的船舶熱特性數(shù)值模擬方法，綜合考慮了太陽直射輻射、太陽散射輻射、天空輻射、海面輻射、海面反射、船體自身對外輻射、外部對流換熱及內(nèi)部對流換熱等多方面因素對船體的熱影響，能夠提前預(yù)測船體外表面的溫度及熱流密度分布情況，相比于現(xiàn)有的大部分商業(yè)軟件，本發(fā)明提出的數(shù)值模擬方法能夠獲得更加精確的熱特性計(jì)算結(jié)果。

本發(fā)明授權(quán)一種船舶熱特性數(shù)值模擬方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種船舶熱特性數(shù)值模擬方法，其特征在于，具體操作步驟如下：1、船體模型網(wǎng)格的劃分；具體是：確定船體的三維幾何模型在笛卡爾坐標(biāo)系中的朝向，對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分后導(dǎo)出網(wǎng)格單元的信息；2、船體熱特性數(shù)學(xué)模型的建立；具體過程是：通過輸入船舶所處位置、當(dāng)前天數(shù)及船體物性參數(shù)，確定船舶所處的具體環(huán)境，計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格單元上由于太陽直射輻射、太陽散射輻射、天空輻射、海面輻射、海面反射、船體自身對外輻射、外部對流換熱及內(nèi)部對流換熱所產(chǎn)生的熱流密度，并根據(jù)計(jì)算所得的多項(xiàng)熱流密度建立每個(gè)網(wǎng)格單元的熱平衡方程；3、網(wǎng)格單元熱平衡方程的求解；具體過程是：求解船體模型每一網(wǎng)格單元的熱平衡方程，得到各單元的溫度值；各個(gè)單元在某一天第k分鐘計(jì)算所得的溫度值將作為第k+1分鐘的入口參數(shù)，依此類推得到一天內(nèi)不同時(shí)刻下各個(gè)單元的溫度值；其中，計(jì)算過程中得到相應(yīng)時(shí)刻下每個(gè)單元的凈熱流密度值采用四階龍格庫塔方法對每一網(wǎng)格單元在各時(shí)刻下的熱平衡方程進(jìn)行迭代求解；4、數(shù)值計(jì)算結(jié)果的處理，最終得到船舶整體的溫度或熱流密度分布情況；具體是：對船體模型的每個(gè)網(wǎng)格單元進(jìn)行溫度或熱流密度賦值，最終得到船舶整體的溫度或熱流密度分布情況；具體流程包括：在笛卡爾坐標(biāo)系中確定船體朝向，對船體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分后獲取網(wǎng)格單元的信息，以笛卡爾坐標(biāo)系x軸正方向?yàn)檎龞|方向，y軸正方向?yàn)檎狈较?；輸入相關(guān)參數(shù)供軟件讀取計(jì)算，具體包括：船舶所處地區(qū)緯度、計(jì)算當(dāng)日在一年中的天數(shù)、環(huán)境溫度、海面溫度、船內(nèi)溫度、船體材料發(fā)射率、比熱容、密度、厚度、外部對流換熱系數(shù)及內(nèi)部對流換熱系數(shù)；計(jì)算網(wǎng)格單元上的各項(xiàng)熱流密度；所述各項(xiàng)熱流密度包括：太陽直射輻射熱流密度、太陽散射輻射熱流密度、天空輻射熱流密度、海面輻射熱流密度、海面反射熱流密度、船體自身輻射熱流密度、外部對流換熱熱流密度、內(nèi)部對流換熱熱流密度；在計(jì)算太陽直射輻射熱流密度之前，先確定太陽的空間位置，首先，通過太陽赤緯角δ和太陽時(shí)角ω確定太陽與地球的相對位置，太陽赤緯角δ是太陽光線與赤道平面的夾角，其計(jì)算公式為： 式中，N表示所計(jì)算的日子是一年內(nèi)的第幾天；太陽時(shí)角ω是太陽實(shí)時(shí)所在時(shí)圈與午圈投影在赤道平面的夾角，正午時(shí)太陽時(shí)角ω為0，下午為正，上午為負(fù)，其計(jì)算公式為：ω＝t-12×152其中，t為太陽時(shí)；通過太陽高度角αsun和太陽方位角γsun確定太陽與地面的相對位置，太陽高度角αsun是太陽光線與其在地平面上投影的夾角，其計(jì)算公式為：sinαsun＝sinLsinδ+cosLcosδcosω3式中，L為船舶所處地區(qū)的緯度，以北緯為正，南緯為負(fù)；根據(jù)式2和式3，令太陽高度角為0，能夠求出日出日落時(shí)的太陽時(shí)t'和t”： 太陽方位角γsun表示太陽光線在地平面上的投影與正南方向的夾角，以正南向西為正，正南向東為負(fù)，通過以下公式計(jì)算： 當(dāng)太陽空間位置確定后，進(jìn)行太陽直射輻射熱流密度qdirect,i的計(jì)算： 式中，i為網(wǎng)格單元序號；α為船體材料的吸收率；θi為網(wǎng)格單元外法線與太陽直射方向的夾角；Idirect為到達(dá)船體時(shí)的太陽輻射強(qiáng)度，由下列公式計(jì)算：Idirect＝I0Pm9式中，I0為太陽常數(shù)，通常取1316Wm2；P為大氣透明度，一般情況下為0.75；m為大氣質(zhì)量數(shù)，由以下公式計(jì)算得到：m＝[1229+614sinαsun2]0.5-614sinαsun10當(dāng)太陽時(shí)位于日出時(shí)刻t'與日落時(shí)刻t”之間時(shí)，采用式8對太陽直射輻射熱流密度qdirect,i進(jìn)行計(jì)算，其它時(shí)刻下太陽直射輻射熱流密度qdirect,i均取0；建立每個(gè)網(wǎng)格單元的熱平衡方程： 式中，ρ為船體材料密度；c為船體材料比熱容；b為船體材料厚度；t為一天內(nèi)的時(shí)間。

如需購買、轉(zhuǎn)讓、實(shí)施、許可或投資類似專利技術(shù)，可聯(lián)系本專利的申請人或?qū)＠麢?quán)人南京航空航天大學(xué)，其通訊地址為：211106 江蘇省南京市江寧區(qū)將軍大道29號；或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服，聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。