(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210699514.5 (22)申请日 2022.06.20 (71)申请人 河南中烟工业有限责任公司 地址 450000 河南省郑州市郑东 新区榆林 南路16号 (72)发明人 魏甲欣　肖辉　李静怡　邓文晗　 赵航　姚森　梅超　王秀山　 (74)专利代理 机构 北京维澳专利代理有限公司 11252 专利代理师 衣爱丽 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 113/26(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种短支烟通风率建模与仿真实验方法、 系 统、 电子设备及计算机可读存 储介质 (57)摘要 本发明公开了一种短支烟通风率建模与仿 真实验方法、 系统、 电子设备及计算机可读存储 介质。 其中， 方法包括： 通过建立卷烟的三维模 型、 流体仿真模型， 模拟卷烟在恒流抽吸下滤棒、 成形纸、 卷烟纸、 烟丝密度等单一因素变化对卷 烟通风率及吸阻的影响， 旨在找出稳定卷烟通风 率的关键因素， 并用实验验证仿真数据的正确 性， 为卷烟工艺参数的设定提供理论支持。 本发 明具有建模简单， 建立空气域能更接近真实结 果； 烟丝结构， 烟丝纤维建模、 减少计算时间。 权利要求书2页 说明书11页 附图8页 CN 114997019 A 2022.09.02 CN 114997019 A 1.一种短支烟通 风率建模与仿真实验方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 步骤S1、 短支烟三维模型建立： 通过卷烟物理特性综合测试台对随机挑选出的一批短 支烟进行测量和统计， 并计算出这批短支烟的物理参数， 根据所述物理参数， 建立短支烟各 部分结构的仿真三维模型； 步骤S2、 模型网格划分： 根据仿真三维模型对短支烟各部分结构进行类别标注； 通过网 格划分工具， 对类别标注后的短支烟各部分结构进行多面体网格划分； 步骤S3、 模型验证： 设定入口边界为空气域， 入口条件为压力入口， 出口边界为卷烟出 口段， 出口条件为恒流抽吸， 对多面体网格划分后的仿 真三维模型进 行流体仿真计算， 验证 所述仿真三维模型的有效性； 步骤S4、 仿真与实验： 所述仿真三维模型验证效性后， 将短支烟各组成部分物性参数的 变化等效为卷烟各部分孔隙率的改变， 通过流体仿真计算进行仿真与实验， 来间接获得不 同因素对卷烟的影响。 2.根据权利要求1所述的一种短支烟通风率建模与仿真实验方法， 其特征在于， 在所述 步骤S1中， 所述物理参数包括： 几何参数： 短支烟平均的长度、 卷烟纸厚度、 烟丝段长度、 滤棒长度、 滤棒直径、 滤棒成 形纸长度、 滤棒 成形纸厚度、 接装纸长度、 接装纸 厚度、 通风孔总数、 通风孔孔排间距和通风 孔中心据边； 材料参数： 烟丝段孔隙率、 卷烟纸孔隙率、 滤嘴段孔隙率、 烟丝阻力特性参数、 卷烟纸阻 力特性参数、 接装纸阻力特性参数、 滤棒成形纸阻力特性参数、 滤嘴阻力特性参数、 空气密 度和空气黏度。 3.根据权利要求1所述的一种短支烟通风率建模与仿真实验方法， 其特征在于， 在所述 步骤S1中， 所述方法还 包括： 为了使仿真结果更加逼近短支烟在真实抽吸过程中内部气流场的分布情况， 在 短支烟 的外部增设了一个柱状空气域， 空气域的直径设置为短支烟直径的10倍， 且一侧端面与短 支烟的滤嘴端面平齐。 4.根据权利要求1所述的一种短支烟通风率建模与仿真实验方法， 其特征在于， 在所述 步骤S3中， 所述对多面体网格划分后的仿真三维模型进行流体仿真计算， 验证所述仿真三 维模型的有效性的方法包括： 所述对多面体网格划分后的仿真三维模型进行流体仿真计算， 得到了卷烟压降分布特 性图和卷烟气流场流线分布图， 根据所述卷烟压降分布特性图的压降值与标准压降值， 计 算所述压降值与标准压降值的差值， 如果差值在预设的区间范围内， 则验证了所述仿真三 维模型是正确的； 如果差值 不在预设的区间范围内， 则验证所述仿真三维模型 是不正确的。 5.根据权利要求2所述的一种短支烟通风率建模与仿真实验方法， 其特征在于， 在所述 步骤S4中， 所述将短支烟各组成部分物性参数 的变化等效为卷烟各部分孔隙率的改变， 通 过流体仿真计算进行仿真与实验， 来间接获得不同因素对卷烟的影响的方法包括： 取通风孔的有效个数分别为34、 36、 38、 40和42， 采用单因素变量法分析卷烟单一因素 改变对卷烟通 风率和吸阻的影响。 6.根据权利要求5所述的一种短支烟通风率建模与仿真实验方法， 其特征在于， 在所述 步骤S4中， 所述采用单 因素变量法分析卷烟单一因素改变对 卷烟通风率和吸阻的影响的方权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114997019 A 2法包括： 单独增大 滤棒丝束孔隙率， 分析 所述滤棒丝束孔隙率对卷烟通 风率和吸阻的影响； 单独增大滤棒成形纸孔隙率， 分析所述滤棒成形纸孔隙率对卷烟通风率和吸阻的影 响。 7.根据权利要求5所述的一种短支烟通风率建模与仿真实验方法， 其特征在于， 在所述 步骤S4中， 所述采用单 因素变量法分析卷烟单一因素改变对 卷烟通风率和吸阻的影响的方 法还包括： 单独增大烟丝段孔隙率， 分析 所述烟丝段孔隙率对卷烟通 风率和吸阻的影响； 单独增大 卷烟纸孔隙率， 分析 所述卷烟纸 孔隙率对卷烟通 风率和吸阻的影响。 8.一种短支烟通 风率建模与仿真实验系统， 其特 征在于， 所述系统包括： 第一处理模块， 被配置为， 短支烟三维模型建立： 通过卷烟物 理特性综合测试台对随机 挑选出的一批短支烟进行测 量和统计， 并计算出这批短支烟的物理参数， 根据所述物理参 数， 建立短支烟各部分结构的仿真三维模型； 第二处理模块， 被配置为， 模型网格划分： 根据仿真三维模型对短支烟各部分结构进行 类别标注； 通过网格划分工具， 对类别标注后的短支烟各部分结构进行多面体网格划分； 第三处理模块， 被配置为， 模型验证： 设定入口边界为空气域， 入口条件为压力入口， 出 口边界为卷烟出 口段， 出口条件为恒流抽吸， 对多面体网格划分后的仿真三维模型进行流 体仿真计算， 验证所述仿真三维模型的有效性； 第四处理模块， 被配置为， 仿真与实验： 所述仿真三维模型验证效性后， 将短支烟各组 成部分物性参数的变化等效为卷烟各部 分孔隙率的改变， 通过流体仿 真计算进行仿 真与实 验， 来间接获得不同因素对卷烟的影响。 9.一种电子设备， 其特征在于， 所述电子设备包括存储器和处理器， 所述存储器存储有 计算机程序， 所述处理器执行所述计算机程序时， 实现权利要求1至7中任一项所述的一种 短支烟通 风率建模与仿真实验方法中的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质上存储有计算机 程序， 所述计算机程序被处理器执行时， 实现权利要求1至7中任一项所述的一种短支烟通 风率建模与仿真实验方法中的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114997019 A 3