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龙图腾网获悉华中科技大学申请的专利一种在近场动力学框架下的对流反应扩散的模型构建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：CN119808643B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-16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：202411969871.4，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权一种在近场动力学框架下的对流反应扩散的模型构建方法及系统是由陈子光;宋朝阳;田陈文设计研发完成，并于2024-12-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种在近场动力学框架下的对流反应扩散的模型构建方法及系统在说明书摘要公布了：本发明属于近场动力学技术领域，公开了一种在近场动力学框架下的对流‑反应‑扩散Advection‑Reaction‑Diffusion,ARD模型构建方法及系统。本发明首先提出了一种适用于非均匀流动条件下的PD‑ARD方程PeridynamicARDEquation，有效解决了现有技术中对复杂流动场中的ARD问题描述不准确的难题。为实现更精确的耦合计算，本发明在近场动力学Peridynamic,PD框架下，采用PD控制方程求解流体的速度场，并通过粘性流的PD方程与非均匀流动下的PD‑ARD方程的耦合，形成整体模型。本发明可以准确模拟粘性流动条件下的对流‑扩散‑反应问题，适用于多尺度、多物理场耦合的复杂环境建模，广泛应用于工业设计、环境监测和科学研究等领域。

本发明授权一种在近场动力学框架下的对流反应扩散的模型构建方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种在近场动力学框架下的对流反应扩散的模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1，初始化：初始化模型中的速度场、压力场、密度场和浓度场，通过实验测量、边界条件或理论推算确定初始状态，为后续计算提供基础； 步骤2，粘性流求解：基于近场动力学的基本方程，包括动量守恒方程和质量守恒方程，结合粘性效应、流体惯性及外力影响，利用数值方法对流体的流动特性进行求解，并生成粘性流场； 步骤3，固体溶解双分子反应的求解：在对流-扩散方程基础上，结合反应动力学方程，建立物质传递与转化模型，其中，对流项描述溶质随流体运动的行为，扩散项描述浓度梯度引起的物质扩散过程，反应项描述化学反应的速率与机理； 步骤4，综合计算与迭代求解：基于每个时间步长，将粘性流求解结果与溶解反应过程的求解结果耦合，通过迭代算法动态更新流体场与浓度场，最终输出完整的流场及浓度场演变数据； 所述固体溶解双分子反应的求解包括： PD-ARD方程中的平流项替换为中欧拉形式的PD连续性方程，得到以下方程： 式中Cpx,t表示p物质在t时刻物质点x上的浓度；表示x的近场域； 在PD模型中，每个物质点x∈Ω都与其近场域内的其他点相互作用，在二维时近场域是一个圆，半径为δ；是所覆盖的区域；物质点x在t时刻的速度用vx,t表示，并且是x到的方向上的单位向量； Rpqx,t表示物质p和q之间的反应速率；物质p与Mp个物质发生反应，可表示为q∈[1,Mp]； 根据物质在特定反应中的作用，相应的反应速率可以是正值或负值；α常数建立了宏观速度与微观速度之间的联系，其值等于维度； 将速度在方向上的投影定义为对于微观扩散函数来说，宏观扩散系数和微观扩散系数之间的关系是确定的； 该函数的两种常见形式是“常数型”和“三角型”，分别为：和 根据PD模型与经典模型在溶液中物质浓度分布为线性时的匹配，可以得出结论：在二维情况下，d0＝4Dπδ2和d1＝12Dπδ2，其中D为扩散系数；在公式1中，设定 对于公式1中的平流部分，考虑了三种方案：中心方案、逆风方案和顺风方案；中心方案比逆风方案精度更高，但数值稳定性不如逆风方案；顺风方案的特性与逆风方案类似；公式2中的平流项采用了混合方案，将中心方案和顺风方案结合如下： 其中β是顺风方案中连接宏观速度和微观速度的系数，将其视为常数；当流场均匀时，PD-ARD方程比较得到β＝2α；在这里取w＝0.8； 非均匀流动下的PD-ARD方程已经建立； 粘性流动的PD控制方程会出现数值振荡，在质量守恒方程中加入密度扩散项来减弱这个现象： 式中，的简写为是材料点在时间t时的密度，是材料点在时间t时的压力，b是材料点x在时间t时的体积力；μ是流体粘度；αp是一个常数，其值等于维数；ɑμ的值由一个简单的流动问题确定，确保公式的线性一致性，对于2D情况，ɑμ＝163；η是校正系数，设为0.1，是与密度相关的微扩散函数，扩散系数的大小为Dρ＝c0δ，c0为人工声速；与前面提到的类似，也有“常数型”和“三角型”两种类型；为确保与之前的微观系数保持一致，设置为“常数型”

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