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龙图腾网获悉同济大学申请的专利水力压裂过程的模拟方法及相关设备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：CN118940654B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-27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：202410848074.4，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权水力压裂过程的模拟方法及相关设备是由夏成志;石振明;鲁光银;赵勇智;蒙绍强;刘鎏;陈玏昕;张昊明;刘毛毛设计研发完成，并于2024-06-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本水力压裂过程的模拟方法及相关设备在说明书摘要公布了：本公开提供一种水力压裂过程的模拟方法及相关设备。具体地，所述模拟方法包括获取并基于目标岩体的岩体力学参数和裂隙分布，利用光滑粒子流体动力学构建岩体模型；所述岩体模型包括流体粒子，所述流体粒子被赋予预设水压；基于预设渗流场的偏微分方程、预设控制方程以及预设时间参数，对所述岩体模型的粒子的特征参数进行计算；其中，所述特征参数包括位置和速度；所述预设控制方程包括多个控制方程；所述多个控制方程对应粒子的不同类型和状态。这样的技术方案，将光滑粒子流体动力学和渗流场相结合对水力压裂过程进行模拟，连续域到不连续域的转换在SPH框架下实现，可显著提高计算效率。

本发明授权水力压裂过程的模拟方法及相关设备在权利要求书中公布了：1.一种水力压裂过程的模拟方法，其特征在于，包括： 获取并基于目标岩体的岩体力学参数和裂隙分布，利用光滑粒子流体动力学构建岩体模型；所述岩体模型包括基质粒子和流体粒子，所述流体粒子被赋予预设水压； 基于预设渗流场的偏微分方程、预设控制方程以及预设时间参数，对所述岩体模型的粒子的特征参数进行计算；其中， 所述预设时间参数包括时间步和步数；所述特征参数包括位置和速度； 所述基于预设渗流场的偏微分方程、预设控制方程以及预设时间参数，对所述岩体模型的粒子的特征参数进行计算，包括： 基于预设渗流场的偏微分方程和预设控制方程，以获得单个时间步内，裂纹分布，渗流场变化，粒子的密度变化、速度以及加速度； 基于所述时间步，对所述密度变化、速度和加速度进行积分，得到所述粒子的密度、所述位置和所述速度； 所述预设控制方程包括多个控制方程；所述多个控制方程对应粒子的不同类型和状态；其中， 响应于确定搜索域内仅存在完整基质粒子时，利用第一控制方程计算所述基质粒子的密度变化率、速度和加速度；所述第一控制方程包括式1； 式1； 响应于确定搜索域内仅存在完整基质粒子和流体粒子时，利用第二控制方程计算所述基质粒子的密度变化率、速度和加速度；所述第二控制方程包括式13； 式13； 响应于确定搜索域内仅存在完整基质粒子和非连续粒子时，利用第三控制方程计算所述基质粒子的密度变化率、速度和加速度；所述第三控制方程包括式17； 式17； 响应于确定搜索域内仅存在完整基质粒子、流体粒子和非连续粒子时，利用第四控制方程计算所述基质粒子的密度变化率、速度和加速度；所述第四控制方程包括式24； 式24； 所述非连续粒子基于粒子损伤度和预设阈值确定；其中，所述粒子损伤度基于预设距离内损伤粒子占全部粒子的比例确定； 所述损伤粒子基于带拉伸截断的Mohr–Coulomb准则确定； 所述模拟方法还包括： 响应于确定所述基质粒子符合所述损伤粒子的标准，所述基质粒子转换为新的流体粒子； 其中，表示密度，表示粒子速度，x表示粒子位移，表示相邻粒子i与基粒子j的速度差，m表示质量，代表了柯西应力张量，表示作用在基粒子上的附加力，表示计算中为抑制非物理振动而实现的人工粘度，外力为重力；和分别为粒子的光滑核函数及其梯度；t表示时间；N表示搜素域内完整基质粒子的数量；为法向变形系数；Pw为水体压力；U表示完整的基质粒子；和分别代表着法向以及切向的接触力；h是水头，为渗流速度，为水率或单位贮存量；为渗透系数；α和β表示分别可取笛卡尔坐标系下x、y和z向，即爱因斯坦求和约定，应用于重复索引；为狄拉克函数。

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