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龍圖騰網獲悉華中科技大學申請的專利一種在近場動力學框架下的對流反應擴散的模型構建方法及系統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：CN119808643B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-16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：202411969871.4，技術領域涉及：G06F30/28；該發明授權一種在近場動力學框架下的對流反應擴散的模型構建方法及系統是由陳子光;宋朝陽;田陳文設計研發完成，并于2024-12-30向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種在近場動力學框架下的對流反應擴散的模型構建方法及系統在說明書摘要公布了：本發明屬于近場動力學技術領域，公開了一種在近場動力學框架下的對流?反應?擴散Advection?Reaction?Diffusion,ARD模型構建方法及系統。本發明首先提出了一種適用于非均勻流動條件下的PD?ARD方程PeridynamicARDEquation，有效解決了現有技術中對復雜流動場中的ARD問題描述不準確的難題。為實現更精確的耦合計算，本發明在近場動力學Peridynamic,PD框架下，采用PD控制方程求解流體的速度場，并通過粘性流的PD方程與非均勻流動下的PD?ARD方程的耦合，形成整體模型。本發明可以準確模擬粘性流動條件下的對流?擴散?反應問題，適用于多尺度、多物理場耦合的復雜環境建模，廣泛應用于工業設計、環境監測和科學研究等領域。

本發明授權一種在近場動力學框架下的對流反應擴散的模型構建方法及系統在權利要求書中公布了：1.一種在近場動力學框架下的對流反應擴散的模型構建方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1，初始化：初始化模型中的速度場、壓力場、密度場和濃度場，通過實驗測量、邊界條件或理論推算確定初始狀態，為后續計算提供基礎； 步驟2，粘性流求解：基于近場動力學的基本方程，包括動量守恒方程和質量守恒方程，結合粘性效應、流體慣性及外力影響，利用數值方法對流體的流動特性進行求解，并生成粘性流場； 步驟3，固體溶解雙分子反應的求解：在對流-擴散方程基礎上，結合反應動力學方程，建立物質傳遞與轉化模型，其中，對流項描述溶質隨流體運動的行為，擴散項描述濃度梯度引起的物質擴散過程，反應項描述化學反應的速率與機理； 步驟4，綜合計算與迭代求解：基于每個時間步長，將粘性流求解結果與溶解反應過程的求解結果耦合，通過迭代算法動態更新流體場與濃度場，最終輸出完整的流場及濃度場演變數據； 所述固體溶解雙分子反應的求解包括： PD-ARD方程中的平流項替換為中歐拉形式的PD連續性方程，得到以下方程： 式中Cpx,t表示p物質在t時刻物質點x上的濃度；表示x的近場域； 在PD模型中，每個物質點x∈Ω都與其近場域內的其他點相互作用，在二維時近場域是一個圓，半徑為δ；是所覆蓋的區域；物質點x在t時刻的速度用vx,t表示，并且是x到的方向上的單位向量； Rpqx,t表示物質p和q之間的反應速率；物質p與Mp個物質發生反應，可表示為q∈[1,Mp]； 根據物質在特定反應中的作用，相應的反應速率可以是正值或負值；α常數建立了宏觀速度與微觀速度之間的聯系，其值等于維度； 將速度在方向上的投影定義為對于微觀擴散函數來說，宏觀擴散系數和微觀擴散系數之間的關系是確定的； 該函數的兩種常見形式是“常數型”和“三角型”，分別為：和 根據PD模型與經典模型在溶液中物質濃度分布為線性時的匹配，可以得出結論：在二維情況下，d0＝4Dπδ2和d1＝12Dπδ2，其中D為擴散系數；在公式1中，設定 對于公式1中的平流部分，考慮了三種方案：中心方案、逆風方案和順風方案；中心方案比逆風方案精度更高，但數值穩定性不如逆風方案；順風方案的特性與逆風方案類似；公式2中的平流項采用了混合方案，將中心方案和順風方案結合如下： 其中β是順風方案中連接宏觀速度和微觀速度的系數，將其視為常數；當流場均勻時，PD-ARD方程比較得到β＝2α；在這里取w＝0.8； 非均勻流動下的PD-ARD方程已經建立； 粘性流動的PD控制方程會出現數值振蕩，在質量守恒方程中加入密度擴散項來減弱這個現象： 式中，的簡寫為是材料點在時間t時的密度，是材料點在時間t時的壓力，b是材料點x在時間t時的體積力；μ是流體粘度；αp是一個常數，其值等于維數；ɑμ的值由一個簡單的流動問題確定，確保公式的線性一致性，對于2D情況，ɑμ＝163；η是校正系數，設為0.1，是與密度相關的微擴散函數，擴散系數的大小為Dρ＝c0δ，c0為人工聲速；與前面提到的類似，也有“常數型”和“三角型”兩種類型；為確保與之前的微觀系數保持一致，設置為“常數型”

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