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龙图腾网获悉天津大学申请的专利一种基于二维颗粒离散元的土壤干裂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：CN120124405B 。

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：202510174615.4，技术领域涉及：G06F30/25；该发明授权一种基于二维颗粒离散元的土壤干裂模拟方法是由刘丰;滕铱珂;张彤辉;徐颖;吴帮标;姚伟;夏开文设计研发完成，并于2025-02-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于二维颗粒离散元的土壤干裂模拟方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于二维颗粒离散元的土壤干裂模拟方法，涉及土壤物理学领域。本发明包括以下步骤：用颗粒将待求解区域离散，并赋予控制参数；对颗粒之间以及颗粒与边界之间进行接触检索，确定力学和水分扩散的作用域，在它们之间建立力链与虚拟的水分扩散通道；在颗粒之间以及颗粒边界之间进行水分扩散计算并更新颗粒的含水量；在颗粒之间以及颗粒边界之间进行力学计算并更新裂缝信息。本发明可以实现二维情况下，土壤失水干裂问题的模拟。

本发明授权一种基于二维颗粒离散元的土壤干裂模拟方法在权利要求书中公布了：1.一种基于二维颗粒离散元的土壤干裂模拟方法，其特征在于，包括以下步骤： 用颗粒将待求解区域离散，并赋予控制参数； 对颗粒之间以及颗粒与边界之间进行接触检索，确定力学和水分扩散的作用域，在它们之间建立力链与虚拟的水分扩散通道； 在颗粒之间以及颗粒边界之间进行水分扩散计算并更新颗粒的含水量； 基于更新之后的颗粒含水量在颗粒之间以及颗粒边界之间进行力学计算并更新裂缝信息； 颗粒间及颗粒边界间的水分扩散方式，具体如下： 半径分别为Rj与Ri的颗粒j与颗粒i之间的水分扩散的虚拟通道的传输面为一个矩形，将矩形的宽度定义为边长为两颗粒直径的算术平均值，即两颗粒半径之和；未经修正的虚拟水分扩散通道的截面宽度Sij如下所示： Sij＝Ri+Rj； 两颗粒中心之间的距离Lij计算如下 式中颗粒i的中心坐标为xi,yi，颗粒j的中心坐标为xj,yj； 虚拟水分扩散通道的水分扩散系数kij为两颗粒水分扩散系数的调和平均数如下所示： 式中ki和kj分别为颗粒i与颗粒j的水分扩散系数； 根据q＝-k▽W，单位时间内由颗粒j流向颗粒i的流量Qj→i由下式表示： 式中Wi和Wj分别为颗粒i与颗粒j的含水量；α为修正虚拟水分扩散通道宽度而引入的一个修正系数，由下式计算得到： 式中配位数CN是对每个颗粒的平均相邻颗粒数的衡量，fv表示颗粒集合体的体积分数； 单位时间内由边界w流向颗粒i的流量Qw→i如下： Qw→i＝βqwSiw； 式中，虚拟水分扩散通道的宽度Siw和修正系数β如下： Siw＝2Ri； 式中，n是与边界w接触的颗粒数量。

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