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龙图腾网获悉山东大学;中国电建市政建设集团有限公司申请的专利海相软土夹卵石RCD多场耦合仿真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：CN121072401B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-13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：202511613878.7，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权海相软土夹卵石RCD多场耦合仿真方法是由李志文;彭程;刘晓玉;尹恩泽;李文雄;李东雨;尹维峰;高金榜;吴聪威;窦子晗;王瑞鹏;孙胤栋;张恒;武科;孙纪正设计研发完成，并于2025-11-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本海相软土夹卵石RCD多场耦合仿真方法在说明书摘要公布了：本发明涉及岩土工程与工程仿真技术领域，提供了海相软土夹卵石RCD多场耦合仿真方法，包括如下：步骤1，形成多源输入参数表；步骤2，在统一求解平台搭建流体域、颗粒域与土体域三域协同模型；步骤3，复刻反循环回路并加载真实工况边界；步骤4，以多尺度与子循环策略实现三域强耦计算；步骤5，对参数和模型进行在线更新与再校准；步骤6，给出孔壁稳定与沉渣风险判据；步骤7，给出可施工参数窗口与推荐工艺曲线；步骤8，输出控制指标成果与预警规则；步骤9，将校准后的模型与参数库化存档以供工程复用。本方案提供了一套可计算、可校准、可优化的多场耦合数值模拟方法与工具基础，具有良好的工程适应性、推广性与经济效益。

本发明授权海相软土夹卵石RCD多场耦合仿真方法在权利要求书中公布了：1.海相软土夹卵石RCD多场耦合仿真方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1，采集材料参数形成多源输入参数表； 步骤2，构建多场耦合模型，在统一求解平台中建立流体域、颗粒域与土体域的三域协同模型； 步骤3，复刻反循环回路并加载真实工况边界，建立与实际施工一致的泥浆闭合回路，并设定钻具工况以时程形式加载； 步骤4，以多尺度与子循环策略实现流体域、颗粒域与土体域三域强耦计算，所述多尺度与子循环策略具体包括： 步骤4.1，采用三维CFD计算流体动力学细化孔底入口与近壁区，采用轴对称或简化区域用于远场；三维CFD通过边界通量与压力回馈与一维瞬态管网方程耦合； 步骤4.2，基于体素化网格实现CFD与DEM离散元法的双向动量交换，颗粒对流体的作用通过阻力、升力或附加质量力体现；流体对颗粒的作用通过流体局部速度梯度与湍动能体现；设定DEM子步长满足颗粒碰撞稳定条件，并按10至100的子循环比与CFD步长同步； 步骤4.3，通过孔壁界面交换孔压与壁面剪切应力实现FEM有限元法与CFD的耦合，并采用松弛迭代方式抑制强耦合时的数值震荡； 步骤4.4，基于CFL库朗‑弗里德里希斯‑莱维条件确定时间离散步长，并在流体入口高梯度区域触发局部自适应网格与自适应时间步调整，用于捕捉沉渣核与再悬浮边界的迁移； 步骤5，用现场监测对参数与模型进行在线更新与再校准； 步骤6，据有效应力路径与局部流场给出孔壁稳定与沉渣风险判据；孔壁稳定判据基于强度折减或莫尔‑库仑Mohr–Coulomb安全系数Fs为核心，具体包括：采用通过耦合孔内水头变化与渗流固结过程，计算土体孔壁的有效应力路径时程响应；基于所述有效应力路径时程响应，识别因停泵、启泵、提升或下放钻具、液位波动中至少一种非稳态操作导致的所述安全系数Fs跨越预警阈值的行为；当所述安全系数Fs逼近或低于预设的预警阈值时，输出孔壁风险指数Rc，并锁定问题深段； 所述沉渣风险判据具体包括：在孔底入口的三维局部流场内，计算壁面与床面的剪切应力；将所述剪切应力与颗粒临界起动应力进行比较，判定沉渣的沉积区域与再悬浮区域； 基于床面演化方程与局部质量守恒更新沉渣厚度及其平面形态；同时，计算并比较可用汽蚀余量NPSHavail与必需汽蚀余量NPSHreq；当NPSHavail  NPSHreq时，判定循环回路汽蚀风险； 若裕度不足时联动调整泵流量Q或定压边界Ha，并触发短时脉动清洗操作； 步骤7，以安全、效率与能耗为目标开展多目标优化，给出施工参数窗口与推荐工艺曲线； 步骤8，输出控制指标成果与预警规则实现联动调参； 步骤9，将校准后的参数与模型归档至工程参数库用于工程复用。

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