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龍圖騰網獲悉天津大學申請的專利一種基于顆粒離散元的土中水分擴散模擬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：CN120180843B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-26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：202510271806.2，技術領域涉及：G06F30/25；該發明授權一種基于顆粒離散元的土中水分擴散模擬方法是由劉豐;劉澤明;滕銥珂;徐穎;吳幫標;姚偉設計研發完成，并于2025-03-07向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種基于顆粒離散元的土中水分擴散模擬方法在說明書摘要公布了：本發明公開了一種基于顆粒離散元的土中水分擴散模擬方法，涉及水傳導領域。本發明包括以下步驟：建立顆粒水分擴散模型并賦予顆粒材料參數以及控制參數，材料參數包括幾何參數、力學參數及水分擴散參數；通過分析顆粒間的接觸關系及顆粒與邊界間的接觸情況，確定各個顆粒的配位數，并構建虛擬的水分傳導通道；判斷每個接觸對之間是否存在含水率梯度；在顆粒之間以及顆粒邊界之間進行水傳導計算；基于水傳導計算結果更新顆粒的含水率相關信息并進行迭代計算。本發明提出了一個含水率迭代方式，該方式可計算特定時間步長內的含水率變化，以便更精確的模擬水傳導。

本發明授權一種基于顆粒離散元的土中水分擴散模擬方法在權利要求書中公布了：1.一種基于顆粒離散元的土中水分擴散模擬方法，其特征在于，包括以下步驟： 建立顆粒水分擴散模型并賦予顆粒材料參數以及控制參數，材料參數包括幾何參數、力學參數及水分擴散參數； 通過分析顆粒間的接觸關系及顆粒與邊界間的接觸情況，確定各個顆粒的配位數，并構建虛擬的水分傳導通道； 判斷每個接觸對之間是否存在含水率梯度； 在顆粒之間以及顆粒邊界之間進行水傳導計算； 基于水傳導計算結果更新顆粒的含水率相關信息并進行迭代計算； 顆粒間及顆粒邊界間的水傳遞方式，具體如下： 顆粒i和顆粒j在二維情況下，水分通過一個虛擬的均勻矩形傳導；單位時間內從顆粒j到顆粒i轉移的水量表示為： 式中Wi和Wj分別為顆粒i和顆粒j的含水率；Sij為未修虛擬水傳導寬度，其值假定為顆粒i和顆粒j的平均直徑；Lij為兩個顆粒中心之間的距離；kij為虛擬矩形均勻矩形的水分擴散率；Sij、Lij、kij的確定方法如下： 式中xi，yi和xj，yj分別為顆粒i和顆粒j的二維中心坐標，xi，yi，zi和xj，yj，zj分別為顆粒i和顆粒j的三維中心坐標；ki，kj分別為顆粒i和顆粒j的水擴散系數； 對于一組顆粒，進入顆粒i總通量為其附近所有顆粒量之和，顆粒i與n個顆粒相鄰，單位時間內進入顆粒i的總通量表示為： 當水分傳導發生在顆粒和邊界組成的接觸對中，顆粒i與邊界w接觸，二維邊界的端點坐標為和三維邊界的端點坐標為 對于固定含水率邊界Ww，單位時間內由邊界w到顆粒i的通量，記為Qw→i，表達式如下： 式中Siw橫截面積寬度，Liw為顆粒中心到邊界的垂直距離，kiw為顆粒水分擴散系數，β為修正系數；上述參數由下式確定： kiw＝ki； 式中n為與邊界w接觸的顆粒數； 對于一個具有固定流量密度qw的邊界，單位時間由邊界w到顆粒i的通量記為Qw→i，表達式為： Qw→i＝-βqwSiw； 當顆粒i與m個邊界接觸，單位時間內從這些邊界流入顆粒i的總通量表示為： 采用特定的水分更新迭代方式來進行水傳導計算，具體如下： 顆粒i與n個顆粒以及m個邊界相鄰，則流入顆粒i的總水流量由下式表示： 為計算基于總通量Qi一個時間步長內顆粒含水率的變化，顆粒i的含水量表達式如下：

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