[發明專利]一種單組分碳氫燃料熱物性計算修正方法

在審

• 申請號: 202210382892.0
• 申請日: 2022-04-13
• 公開（公告）號: CN114707340A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 王楚翹;沈媛媛;何志霞;鐘汶君
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/18;G06F119/14;G06F119/08
• 代理公司: 南京智造力知識產權代理有限公司 32382
• 代理人: 汪芬

1.一種單組分碳氫燃料熱物性計算修正方法，其特征在于，

選擇待分析的單組分碳氫燃料，輸入該待分析單組分碳氫燃料的工況參數；計算待分析單組分碳氫燃料分子體系的勢能、各方向的熱流量及應力的波動數據；以及計算輸入工況參數下單組分碳氫燃料的熱物理性質；所述熱物理性質包括熱力學性質、能量性質和輸運性質；其中，熱力學性質是指密度，能量性質是指內能、焓值和熵，輸運性質是指黏度、導熱系數；

分別基于穩定性、核密度估計修正單組分碳氫燃料在輸入工況下的熱物性，得到熱物性數據集合；將基于穩定性修正單組分碳氫燃料在輸入工況下的各熱物性數據集合分別與基于核密度估計修正單組分碳氫燃料在輸入工況下的各熱物性數據集合求交集，將交集中數據的平均值作為修正后的熱物性值。

2.根據權利要求1所述的一種單組分碳氫燃料熱物性計算修正方法，其特征在于，基于勢能波動數據，根據碳氫燃料分子體系中勢能波動情況判斷熱力學性質、能量性質對應的穩定求解時刻；獲得穩定求解時刻之后該輸入工況下所有的熱力學性質、能量性質對應的數據集；形成穩定求解時刻之后該輸入工況下所有密度、內能、焓和熵分別對應的數據集。

3.根據權利要求1所述的一種單組分碳氫燃料熱物性計算修正方法，其特征在于，基于各方向的熱流量及應力的波動數據，根據碳氫燃料分子體系中各方向熱流量及應力波動情況判斷輸運性質對應的穩定求解時刻；其中，熱流量波動對應導熱系數，應力波動對應的黏度；形成穩定求解時刻之后該輸入工況下所有導熱系數、黏度分別對應的數據集。

4.根據權利要求2或3所述的一種單組分碳氫燃料熱物性計算修正方法，其特征在于，確定穩定求解時刻：

當勢能、熱流量及應力數據波動幅度逐漸變小，且在一定范圍內小幅度波動，則將勢能、熱流量及應力數據在一定范圍內規律性波動的起始時刻認定為穩定求解時刻。

5.根據權利要求2或3所述的一種單組分碳氫燃料熱物性計算修正方法，其特征在于，采用2D核密度法繪制碳氫燃料溫度與壓力的邊際核密度概率分布圖，將工況點密集的區域對應的溫度、壓力范圍，作為單組分碳氫燃料熱物性的工況波動范圍；獲取該工況波動范圍內熱力學性質、能量性質和輸運性質分別對應的數據集，分別得到密度、內能、焓、熵、黏度和導熱系數對應的數據集。

6.根據權利要求1所述的一種單組分碳氫燃料熱物性計算修正方法，其特征在于，基于分子動力學并結合熱物性計算函數計算輸入工況參數下單組分碳氫燃料的熱物理性質。

7.根據權利要求1所述的一種單組分碳氫燃料熱物性計算修正方法，其特征在于，熱物性計算函數包括密度計算函數、內能計算函數、焓計算函數、熵計算函數、黏度計算函數和導熱系數計算函數。

8.根據權利要求7所述的一種單組分碳氫燃料熱物性計算修正方法，其特征在于，所述黏度計算函數和導熱系數計算函數分別如下：

式中，*表示自相關函數，V和T分別表示體系的體積和溫度，k_B為玻耳茲曼常數，P_αβ(t)為體系應力張量的非對角項元素，J(t)為體系x、y、z各自方向的熱流量,t表示時間。

9.根據權利要求7所述的一種單組分碳氫燃料熱物性計算修正方法，其特征在于，

密度計算函數為待分析的單組分碳氫燃料體系的質量與體積之比；

內能計算函數為待分析的單組分碳氫燃料體系的動能和勢能之和；

焓計算函數為體系體積和壓力乘積之和與內能的相加；

熵計算函數為內能與體系溫度的比值。

10.根據權利要求1所述的一種單組分碳氫燃料熱物性計算修正方法，其特征在于，所述待分析單組分碳氫燃料的輸入工況包括輸入溫度、輸入壓力及輸入分子數。