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龍圖騰網獲悉天津大學申請的專利一種基于二維顆粒離散元的土壤干裂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：CN120124405B 。

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：202510174615.4，技術領域涉及：G06F30/25；該發明授權一種基于二維顆粒離散元的土壤干裂模擬方法是由劉豐;滕銥珂;張彤輝;徐穎;吳幫標;姚偉;夏開文設計研發完成，并于2025-02-18向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種基于二維顆粒離散元的土壤干裂模擬方法在說明書摘要公布了：本發明公開了一種基于二維顆粒離散元的土壤干裂模擬方法，涉及土壤物理學領域。本發明包括以下步驟：用顆粒將待求解區域離散，并賦予控制參數；對顆粒之間以及顆粒與邊界之間進行接觸檢索，確定力學和水分擴散的作用域，在它們之間建立力鏈與虛擬的水分擴散通道；在顆粒之間以及顆粒邊界之間進行水分擴散計算并更新顆粒的含水量；在顆粒之間以及顆粒邊界之間進行力學計算并更新裂縫信息。本發明可以實現二維情況下，土壤失水干裂問題的模擬。

本發明授權一種基于二維顆粒離散元的土壤干裂模擬方法在權利要求書中公布了：1.一種基于二維顆粒離散元的土壤干裂模擬方法，其特征在于，包括以下步驟： 用顆粒將待求解區域離散，并賦予控制參數； 對顆粒之間以及顆粒與邊界之間進行接觸檢索，確定力學和水分擴散的作用域，在它們之間建立力鏈與虛擬的水分擴散通道； 在顆粒之間以及顆粒邊界之間進行水分擴散計算并更新顆粒的含水量； 基于更新之后的顆粒含水量在顆粒之間以及顆粒邊界之間進行力學計算并更新裂縫信息； 顆粒間及顆粒邊界間的水分擴散方式，具體如下： 半徑分別為Rj與Ri的顆粒j與顆粒i之間的水分擴散的虛擬通道的傳輸面為一個矩形，將矩形的寬度定義為邊長為兩顆粒直徑的算術平均值，即兩顆粒半徑之和；未經修正的虛擬水分擴散通道的截面寬度Sij如下所示： Sij＝Ri+Rj； 兩顆粒中心之間的距離Lij計算如下 式中顆粒i的中心坐標為xi,yi，顆粒j的中心坐標為xj,yj； 虛擬水分擴散通道的水分擴散系數kij為兩顆粒水分擴散系數的調和平均數如下所示： 式中ki和kj分別為顆粒i與顆粒j的水分擴散系數； 根據q＝-k▽W，單位時間內由顆粒j流向顆粒i的流量Qj→i由下式表示： 式中Wi和Wj分別為顆粒i與顆粒j的含水量；α為修正虛擬水分擴散通道寬度而引入的一個修正系數，由下式計算得到： 式中配位數CN是對每個顆粒的平均相鄰顆粒數的衡量，fv表示顆粒集合體的體積分數； 單位時間內由邊界w流向顆粒i的流量Qw→i如下： Qw→i＝βqwSiw； 式中，虛擬水分擴散通道的寬度Siw和修正系數β如下： Siw＝2Ri； 式中，n是與邊界w接觸的顆粒數量。

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