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龙图腾网获悉中山大学申请的专利一种水底管道局部冲刷地貌分析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：CN115062519B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-09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：202210800013.1，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种水底管道局部冲刷地貌分析方法是由马会环;李博恩设计研发完成，并于2022-07-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种水底管道局部冲刷地貌分析方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种水底管道局部冲刷地貌分析方法，该方法包括：获取待测水底管道局部砂床参数与流场参数并进行模型构建，得到离散元模型和计算流体力学模型；设置离散元模型和计算流体力学模型的边界条件；基于边界条件耦合离散元模型和计算流体力学模型进行数值模拟实验，得到模拟冲刷地貌结果。通过使用本发明，能够解决现有冲刷分析方法经验性强、无法反映颗粒实际运动情况的问题。本发明作为一种水底管道局部冲刷地貌分析方法，可广泛应用于海岸动力学技术领域。

本发明授权一种水底管道局部冲刷地貌分析方法在权利要求书中公布了：1.一种水底管道局部冲刷地貌分析方法，其特征在于，包括以下步骤： 获取待测水底管道局部砂床参数与流场参数并进行模型构建，得到离散元模型和计算流体力学模型； 设置离散元模型和计算流体力学模型的边界条件； 基于边界条件耦合离散元模型和计算流体力学模型进行数值模拟实验，得到模拟冲刷地貌结果； 其中，离散元模型的边界条件包括： 判断到水流流速小于预设阈值，设置为固定边界条件； 判断到水流流速大于预设阈值，在水流方向上设置为周期边界条件，其它方向设置为固定边界条件； 计算流体力学模型边界条件包括：除去颗粒离散元模型的位置，其余的砂床位置设置为无滑移壁面边界条件，流场顶部设置为对称边界条件，来流入口处设置为速度入口边界条件，出口设置为压力出口边界条件； 所述基于边界条件耦合离散元模型和计算流体力学模型进行数值模拟实验，得到模拟冲刷地貌结果这一步骤，具体包括： 获取待测水底管道周围空间的几何尺寸并使用有限体积法对流场域进行离散，构造计算流体力学计算网格； 获取流场状态并输入离散元模型进行计算，得到颗粒状态； 其中，流场状态包括流场的压强和流速，颗粒状态包括颗粒位移、速度和加速度；在离散元模型的计算过程中，首先获取颗粒材料密度和颗粒粒径，确定计算步长，然后每隔一个时间步长对流场中的所有颗粒进行一次扫描，计算每一个颗粒所受的合力、速度、角速度以及位置，当颗粒处于接触状态时，先计算出某个颗粒的法向叠加量和切向叠加量的大小，再求出合力的大小，使用冲量方程计算出一个时间步长后该颗粒的速度和位置；再根据颗粒所受的切向力，应用动量矩方程求出一个时间步长后颗粒的角速度，由此在一个时间步长内可以求出流场中所有颗粒的运动情况和受力情况，求出在一段时间内所有颗粒的运动轨迹； 将颗粒状态输入计算流体力学模型进行计算，根据颗粒在有限体积法网格中的占比计算流场状态并更新结果； 将更新后的结果输入离散元模型进行重复迭代直至设定时间停止计算，得到冲刷地貌结果。

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