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龙图腾网获悉天津大学申请的专利一种基于颗粒离散元的土中水分扩散模拟方法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：CN120180843B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-26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：202510271806.2，技术领域涉及：G06F30/25；该发明授权一种基于颗粒离散元的土中水分扩散模拟方法是由刘丰;刘泽明;滕铱珂;徐颖;吴帮标;姚伟设计研发完成，并于2025-03-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于颗粒离散元的土中水分扩散模拟方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于颗粒离散元的土中水分扩散模拟方法，涉及水传导领域。本发明包括以下步骤：建立颗粒水分扩散模型并赋予颗粒材料参数以及控制参数，材料参数包括几何参数、力学参数及水分扩散参数；通过分析颗粒间的接触关系及颗粒与边界间的接触情况，确定各个颗粒的配位数，并构建虚拟的水分传导通道；判断每个接触对之间是否存在含水率梯度；在颗粒之间以及颗粒边界之间进行水传导计算；基于水传导计算结果更新颗粒的含水率相关信息并进行迭代计算。本发明提出了一个含水率迭代方式，该方式可计算特定时间步长内的含水率变化，以便更精确的模拟水传导。

本发明授权一种基于颗粒离散元的土中水分扩散模拟方法在权利要求书中公布了：1.一种基于颗粒离散元的土中水分扩散模拟方法，其特征在于，包括以下步骤： 建立颗粒水分扩散模型并赋予颗粒材料参数以及控制参数，材料参数包括几何参数、力学参数及水分扩散参数； 通过分析颗粒间的接触关系及颗粒与边界间的接触情况，确定各个颗粒的配位数，并构建虚拟的水分传导通道； 判断每个接触对之间是否存在含水率梯度； 在颗粒之间以及颗粒边界之间进行水传导计算； 基于水传导计算结果更新颗粒的含水率相关信息并进行迭代计算； 颗粒间及颗粒边界间的水传递方式，具体如下： 颗粒i和颗粒j在二维情况下，水分通过一个虚拟的均匀矩形传导；单位时间内从颗粒j到颗粒i转移的水量表示为： 式中Wi和Wj分别为颗粒i和颗粒j的含水率；Sij为未修虚拟水传导宽度，其值假定为颗粒i和颗粒j的平均直径；Lij为两个颗粒中心之间的距离；kij为虚拟矩形均匀矩形的水分扩散率；Sij、Lij、kij的确定方法如下： 式中xi，yi和xj，yj分别为颗粒i和颗粒j的二维中心坐标，xi，yi，zi和xj，yj，zj分别为颗粒i和颗粒j的三维中心坐标；ki，kj分别为颗粒i和颗粒j的水扩散系数； 对于一组颗粒，进入颗粒i总通量为其附近所有颗粒量之和，颗粒i与n个颗粒相邻，单位时间内进入颗粒i的总通量表示为： 当水分传导发生在颗粒和边界组成的接触对中，颗粒i与边界w接触，二维边界的端点坐标为和三维边界的端点坐标为 对于固定含水率边界Ww，单位时间内由边界w到颗粒i的通量，记为Qw→i，表达式如下： 式中Siw横截面积宽度，Liw为颗粒中心到边界的垂直距离，kiw为颗粒水分扩散系数，β为修正系数；上述参数由下式确定： kiw＝ki； 式中n为与边界w接触的颗粒数； 对于一个具有固定流量密度qw的边界，单位时间由边界w到颗粒i的通量记为Qw→i，表达式为： Qw→i＝-βqwSiw； 当颗粒i与m个边界接触，单位时间内从这些边界流入颗粒i的总通量表示为： 采用特定的水分更新迭代方式来进行水传导计算，具体如下： 颗粒i与n个颗粒以及m个边界相邻，则流入颗粒i的总水流量由下式表示： 为计算基于总通量Qi一个时间步长内颗粒含水率的变化，颗粒i的含水量表达式如下：

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