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龙图腾网获悉中国地质调查局成都地质调查中心(西南地质科技创新中心)申请的专利一种基于多重网格法的泥石流交汇区模拟方法及系统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：CN115169266B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-19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：202211005670.3，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权一种基于多重网格法的泥石流交汇区模拟方法及系统是由杨昶;铁永波;龚凌枫设计研发完成，并于2022-08-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于多重网格法的泥石流交汇区模拟方法及系统在说明书摘要公布了：本发明提供一种基于多重网格法的泥石流交汇区模拟方法及系统，涉及多相流模拟技术领域。本发明在已有的MAC法对泥石流交汇区模拟的基础上，引入多重网格技术，加速求解过程，模拟结果可以很好地模拟泥石流与主流交汇的形态和水位分布，进而用于泥石流灾害防治领域。通过多重网格技术，使得该算法计算效率更高、收敛更快，更适用于大规模的网格计算求解，相比于传统的MAC求解技术，对泥石流交汇区的模拟更加高效、耗时更短，有益于大规模的网格计算求解。

本发明授权一种基于多重网格法的泥石流交汇区模拟方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于多重网格法的泥石流交汇区模拟方法，其特征在于，建立半交错网格，所述半交错网格包括若干离散点，在半交错网格建立交汇区动力学方程，并通过若干标记点对泥石流主河流进行模拟；在模拟时：设置初始化参数，并求解标记点在各时刻的位置并迭代各参数的参数值，从而得到泥石流交汇区的模拟结果；具体步骤如下： 步骤S1参数初始化及赋值：设置各初始化参数，并进行参数赋值； 步骤S2网格的离散及构建：通过初始化参数和对应的参数赋值构建网格cell单元和标记点，构建半交错网格，并设置边界条件； 步骤S3时间推进过程及迭代：根据初始化参数并进行时间推进，在推进过程采用迭代的方法，当迭代收敛在误差内，即输出下一时刻的标记点位置和参数值；将下一时刻的标记点位置和参数值用于迭代时间推进过程，得到各时刻的标记点位置和参数值；其中，所述时间推进过程包括中间速度的计算、密度和粘度的迭代和压力泊松方程求解； 所述时间推进过程通过如下步骤迭代进行： 步骤A1计算当前时刻n对应的参数和并读取当前时刻的流体密度和流体粘度； 步骤A2：根据步骤A1得到的参数，进一步采用多重网格技术进行迭代求解压力场； 步骤A3：根据压力场，按照预设公式计算中间步速度，其中，中间步速度包括中间步横向速度和中间步纵向速度 步骤A4：根据中间步速度计算dt时间内标记点的运动位置，并更新标记点在半交错网格中的分布； 步骤A5：根据标记点在半交错网格中的分布，更新各标记点的流体密度和流体粘度； 步骤A6：重复步骤A2至步骤A5，直至每个网格cell单元中标记点的密度变化极小，并将当前的流体密度和流体粘度的值设置为下一时刻n+1的迭代初始值；其中，极小变化通过密度变化量是否小于预设极小值进行判断； 步骤A7：重复步骤A1至步骤A6，进一步迭代得到各时刻的标记点位置和参数值； 所述压力场通过如下公式2进行迭代求解： 其中，上标代表参数所在时刻，下标代表参数所在半交错网格位置的标号，表示收敛判断因子，每一时刻的参数和均通过上一时刻的结果进行求解；ρ代表对应时刻、对应位置的流体密度；P代表对应时刻、对应位置的流体压强； 所述压力场表达式通过V循环的多重网格法求解，步骤如下： 步骤B1预光滑：将公式2进行改写得到公式3，所述公式3为： 其中，n时刻的在每个网格点的值已知，以及每一时刻、各网格点的通过公式2计算得到，需通过将代入公式3进行迭代，得到下一时刻的压力 将公式3左侧用系数矩阵Ah和压力P的解矩阵uh的乘积表示，右侧用fh矩阵表示，得到公式4： Ahuh＝fh 其中，上标nh表示当前网格层的粗细，当上标为h时为初始最细的网格，2h为h层加粗一倍的网格，4h为2h层加粗一倍的网格，以此类推，一直到Nh，N为n能取到的最大值，默认最粗网格层Nh的网格数最小值不小于8； 根据公式4进行3～5高斯-赛德尔迭代，得到解矩阵uh的预估值vh； 步骤B2限定：通过上一层网格的fh计算下一层粗网格的残余值f2h，并插入到粗网格2h中，得到粗网格上的预估值v2h，具体过程为： 先通过公式5计算f2h，所述公式5： 然后进行3～5次高斯-赛德尔迭代，求解公式6得到解矩阵u2h的预估值v2h；所述公式6： A2hu2h＝f2h 通过多次进行迭代操作，完成细网格n-1h到粗网格nh的限定过程，并用公式7进行描述，所述公式7： An-1hvn-1h细网格→Anhvnh粗网格； 步骤B3网格粗化：对粗网格的求解采用公式8进行全加权运算，并重复步骤B2将网格粗化到底层最粗的网格Nh，再进行高斯-赛德尔迭代，直至收敛，所述公式8； 其中，上标nh表示当前网格层的粗细，当上标为h时为初始最细的网格，2h为h层加粗一倍的网格，4h为2h层加粗一倍的网格，以此类推，一直到Nh，N为n能取到的最大值，默认最粗网格层Nh的网格数最小值不小于8； 步骤B4延拓：按照插值算子公式，从最粗的网格将残余值的近似解εnh插值到上一层的细的网格上得到εn-1h，并采用修正公式对上一层的预估值vn-1h进行修正，得到新的预估值vnewn-1h；然后继续向更上一层的细网格n-2h插值，重复进行，直到回到最细的网格h，得到最终的修正解vnewh＝vh+εh，此时的vnewh即为解uh；所述插值算子公式： 其中，残余值通过残余值计算公式计算得到；上标nh表示当前网格层的粗细，当上标为h时为初始最细的网格，2h为h层加粗一倍的网格，4h为2h层加粗一倍的网格，以此类推，一直到Nh，N为n能取到的最大值，默认最粗网格层Nh的网格数最小值不小于8； 所述修正公式： vnewn-1h＝vn-1h+εn-1h 所述残余值计算公式为： 其中，εnh为第n层网格上的残余值，Anhvnh可通过公式4求出，为上一层网格由公式4计算出的插值后在第n层网格上的初值； 步骤S4后处理显示图像：获取标记点位置和参数值，并按照用户设置的显示设置对标记点位置和参数值进行后处理，得到后处理显示图像，完成泥石流交汇区的模拟。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人中国地质调查局成都地质调查中心(西南地质科技创新中心)，其通讯地址为：610000 四川省成都市天府新区正兴镇凉风顶村3组303号10栋1层；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。