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龙图腾网获悉东北大学申请的专利高炉生产运行状态的数字孪生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：CN116306375B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-18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：202310327363.5，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权高炉生产运行状态的数字孪生方法是由张颖伟;张升阳;冯琳;张鼎森设计研发完成，并于2023-03-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本高炉生产运行状态的数字孪生方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种高炉生产运行状态的数字孪生方法，涉及高炉生产技术领域。本发明从高炉炉顶图像、十字测温热电偶、炉壁热电偶、风口以及高炉顶部可测数据出发，以边界子模型步骤1，2作为高炉二维数学模型的边界，基于计算流体力学分析高炉机理模型，求解的参数速度、压力、温度和成分反映了高炉生产的运行状态，并可以根据所测数据的更新来更新高炉生产的运行状态，基于机理与数据实现物理模型与动态变化，并使用降阶方法加快求解速度，一定程度上实现了高炉运行参数的动态更新，提出了一种建立高炉生产运行状态的数字孪生方法。

本发明授权高炉生产运行状态的数字孪生方法在权利要求书中公布了：1.一种高炉生产运行状态的数字孪生方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：基于红外图像计算高炉炉顶温度场，对红外图像进行灰度校正，以温度场的下表面作为模型炉顶处的边界条件； 步骤2：采用机理模型计算高炉内表面温度作为模型炉壁处的边界条件； 步骤3：通过高炉炉身质点为研究对象，分析建立高炉炉身温度场基础模型，利用Euler描述的N-S方程求解整个流场域中每一个流体质点在不同位置不同时间处的物理量，包括压力、速度、温度，通过这些物理量来描述整个流场域的物理状态；将高炉内部划分成无数个流体微团，对单个流体微团进行分析，得到高炉模型的基本控制方程组； 步骤4：分析高炉内存在的异相和本相之间的传递现象作为源项；具体包括气固动量传递以及气固能量传递； 步骤5：由于高炉为对称模型，因此建立高炉二维数学模型； 步骤6：对高炉二维数学模型使用差分法进行求解，差分法求解是在网格上进行求解，因此需要先对建模区域进行网格的划分，然后对模型在网格上进行离散求解； 利用BFC网格生成技术求解获得适体坐标，通过坐标转换，将物理空间的不规则区域与计算空间的规则区域进行一一对应，将模型中的偏微分方程离散从原来的不规则区域转换到计算空间的规则区域上； 步骤7：POD降阶优化； 步骤8：将步骤6和步骤7所求得的结果作为高炉中所有化学反应中反应速率的计算依据，根据化学反应速率以及由流动产生的成分分布计算化学反应过程中焓变，根据焓变进行温度场的修正和耦合建模； 步骤9：温度场优化与成分浓度；根据温度场计算各个反应的化学反应速率，然后根据化学反应速率计算焓变△H和CO煤气流浓度变化，利用焓变对温度分布以及成分分布进行修正，最终实现了高炉运行中温度场和成分场的数字孪生。

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