申请/专利权人：太原理工大学

申请日：2022-04-02

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN114707329B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F119/08;G06F111/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2022.07.22#实质审查的生效;2022.07.05#公开

摘要：本发明提出一种应用于颗粒相变储能材料热力学计算的非连续计算方法，采用离散元方法，建立相变颗粒材料的数值模型；对相变颗粒材料的细观物理参数赋值，并给定数值模型的热力学边界条件；根据相变颗粒材料的相态，确定相变颗粒的热力学参数，采用傅里叶定律及热接触模型进行相变颗粒间的热传导计算；采用基于热力学焓方法的判断标准对单个颗粒的相变过程进行计算，对完成相变过程的颗粒材料进行更新相态下的热传导计算，直至满足计算终止条件，根据计算结果确定相变颗粒集合的宏观热力学参数，该算法可以实现相变颗粒系统热传导过程和相变过程的模拟，进而得到该系统的等效热力学参数，为相变材料颗粒储能系统的设计及应用提供有效依据。

主权项：1.一种应用于颗粒相变储能材料热力学计算的非连续计算方法，包括如下步骤：S1，采用离散元方法，建立相变颗粒材料的数值模型；S2，对相变颗粒材料的细观物理参数进行赋值，并给定数值模型的热力学边界条件；S3，根据相变颗粒材料的初始温度判断相变颗粒的相态，根据相态确定相变颗粒的热力学参数，采用傅里叶定律及热接触模型进行相变颗粒间的热传导计算；采用傅里叶定律计算单位时间内两接触相变颗粒i和j之间传导的热量： ，其中为接触热传导系数，为颗粒i的温度，为颗粒j的温度；相变颗粒i单位时间内的温度变化为， 其中为相变颗粒i在单位时间内与周围接触相变颗粒间传递的热量，，N为与相变颗粒i产生接触的颗粒数量；为相变颗粒i的总热容，，、和分别为相变颗粒i的密度、比热容和体积；相变颗粒的粒径随温度发生变化，变化规律满足如下关系， 其中为相变颗粒在参考温度时的初始粒径，为温度的改变量，为热膨胀系数；采用热接触模型计算两接触相变颗粒i和j之间的接触热传导系数， 其中为两接触相变颗粒i和j之间的接触热阻抗系数，计算公式为： 其中为接触角，是接触长度与颗粒粒径的比值；S4，采用基于热力学焓方法的判断标准对单个颗粒的相变过程进行计算；相变颗粒热焓的计算公式为： S5，对完成相变过程的颗粒材料进行更新相态下的热传导计算，直至满足计算终止条件；S6，根据计算结果确定相变颗粒集合的宏观热力学参数，宏观热力学参数为等效热传导系数，等效热传导系数通过以下公式计算： 其中为宏观温度梯度，通过采用最小二乘法使实际颗粒系统温度分布与宏观温度梯度差值取最小值得到；为平均热通量，通过提取系统边界处所有接触相变颗粒的信息获得： 其中为位于边界处相变颗粒i传导的热量；为相变颗粒i与边界接触点的坐标。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 太原理工大学 一种应用于颗粒相变储能材料热力学非连续计算方法

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