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龍圖騰網恭喜北京工業大學申請的專利光電制氫中局域光熱效應的模擬仿真方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN114492106B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-15發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202111606166.4，技術領域涉及：G06F30/23；該發明授權光電制氫中局域光熱效應的模擬仿真方法是由桑麗霞;曹盎然設計研發完成，并于2021-12-25向國家知識產權局提交的專利申請。

本光電制氫中局域光熱效應的模擬仿真方法在說明書摘要公布了：本發明提供了光電制氫中局域光熱效應的模擬仿真方法。主要步驟包括：獲取參數并以此構建光陽極的簡化3D電磁場模型；計算光陽極上金屬納米粒子的熱功率密度并得到平均產熱量；構建宏觀等效溫度場模型；根據實驗數據計算金屬納米粒子的總產熱量，并作為熱源項代入模型；繪制局域溫度分布云圖及時域溫升曲線。相比傳統仿真方法，本發明構建的宏觀等效模型實現了與實驗條件的貼合，還節省了大量計算資源和時間；相比實驗測量，本仿真所得局域熱效應的大小更為準確并能夠更直觀的展示其特征。本發明為探究光熱效應的微觀作用機制提供了基礎，還為規模化光電分解水制氫系統的熱管理提供了技術支撐。

本發明授權光電制氫中局域光熱效應的模擬仿真方法在權利要求書中公布了：1.光電制氫中局域光熱效應的模擬仿真方法，其特征在于包括以下步驟：步驟1、根據所制備半導體基底的尺寸，金屬納米粒子的具體尺寸及其位置和密度排布，在COMSOL波動光學模塊中建立簡化實體3D模型；步驟2、選用電磁波-頻域物理場，定義好介質、金屬、半導體材料的電磁特性，設定邊界條件；步驟3、對整個物理場進行網格剖分，包括選擇單元類型，設置網格尺寸，優化網格精度；求解器設置為參數化掃描，自變量為入射波長；步驟4、電磁場規律基于麥克斯韋方程計算，并以此得到金屬納米粒子內部的電磁功率損耗密度即熱源密度；納米粒子產熱量Q的表達式為： σabs為納米粒子的吸收截面，I為入射光的輻照度，n為周圍介質的光學折射率，c為真空中的光速，εω為納米粒子的介電常數，E0為入射光的初始電場；E0由入射光輻照度I決定，將對應的E0值代入到入射端口中，由此產熱量Q由下公式計算得到： qr為熱功率密度，ω為入射光的頻率，Imεω為介電常數的虛部，∫NP指代對納米粒子體積分，Er為金屬納米粒子內部電場強度；步驟5、根據步驟4計算金屬納米粒子在得到金屬粒子的平均產熱量QV；步驟6、為了降低模型計算量，并更好與實驗相一致，在傳熱模塊中構建宏觀等效溫度場模型；宏觀等效模型的構建方法為：將一定面積光陽極上的所有金屬納米粒子等效替代為同等面積平板上均勻分布的金屬微米粒子；平板設定為半導體材料的屬性，平板厚度為光陽極基底的厚度；步驟7、定義好介質、金屬、半導體材料的密度，比熱容和熱導率；將金屬納米粒子的總產熱量代入到宏觀等效模型中的粒子中，作為熱源項，邊界設定為熱絕緣；步驟8、求解器設置為瞬態，時間范圍與實驗保持一致；步驟9、繪制簡化模型的局域溫度分布云圖；步驟10、采集不同時間下模型中心點溫度的數據，繪制光陽極隨時間增加的溫升曲線圖。

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