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龙图腾网获悉自然资源部第二海洋研究所申请的专利一种海底高原俯冲的三维球形动力学模型构建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：CN120509337B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-03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：202510525073.0，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权一种海底高原俯冲的三维球形动力学模型构建方法是由刘洋;吴自银设计研发完成，并于2025-04-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种海底高原俯冲的三维球形动力学模型构建方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种海底高原俯冲的三维球形动力学模型构建方法，步骤如下：在忽略可压缩性流体动态影响下求解质量、动量、能量及成分守恒方程；施加地幔对流活力；施加粘度跳跃；塑造自主类板构造行为；嵌入具多参数属性的海底高原；经模型测试后最终完成三维球形地球动力学模型的构建。构建的三维数值模型采用具有自主类板构造行为的三维球形构造方法，通过引入不同尺寸及不同流变状态参数，对海底高原进行精细描述。该模型不仅能够准确再现海底高原俯冲过程中板片的弯曲和断裂等地球动力学现象，而且能揭示不同尺寸与流变特性海底高原对局部海沟构造响应的差异，并实现从局部构造到全球构造影响的跨尺度模拟。

本发明授权一种海底高原俯冲的三维球形动力学模型构建方法在权利要求书中公布了：1.一种海底高原俯冲的三维球形动力学模型构建方法，其特征在于，步骤如下： 1在忽略可压缩性流体动态影响下求解质量、动量、能量及成分守恒方程； 首先在三维空间中求解高粘度流动方程，即在交错网格上对控制方程进行空间离散化，需要求解的不同未知数不在同一位置；其中，压力和温度在每个单元体积的中心，而速度分量在相应单元面的中心，避免压力场出现的人为振荡解；求解器可处理小距离内相当强的粘度变化，为了使得到的模型更加接近现实，粘度是温度、深度、成分、应变速率的任意函数； 2施加地幔对流活力 在数值模型中，引入瑞利数作为地幔对流活力的度量； 3施加粘度跳跃 粘度可随着温度、深度、应力或应变率、成分、相变、熔体分数的变化而变化，将660km深度处的黏度增加30倍； 4塑造类板构造行为 模型中采用了假塑性流变近似，使模型能够自主生成类板构造行为，获得地球的地表速度和构造作用，并在刚性板块内部及其周缘形成板块边界； 步骤4所述的塑造类板构造行为如下： 4.1其中粘度受到屈服应力的限制，随着屈服应力的增加而逐渐下降，当屈服应力达到屈服应力的极限时，此时的粘度下降为： 其中，Ndq表示屈服粘度，Pq表示屈服应力，p∏表示应变速率张量的第二个不变量；这一机制有助于在模拟中自发产生类似真实板块边界的弱化区域，从而实现局部板片断裂、滑移以及板块边界的形成； 最终在数值求解中，取基线粘度、粘度跳跃和屈服粘度三者中的最小值作为每一单元格的有效粘度： Ndeffd,Wj＝minNdd,Wj,Ndjumpd,Wj,Ndq9； 因此，无论粘度跳跃多大，都不会被后续的塑性软化掩盖；同时，假塑性流变中当应力超过屈服阈值时，局部粘度迅速降低，又不会影响相边界处的大尺度粘度不连续； 4.2屈服应力决定了板块材料从弹性变形向塑性、或甚至断裂行为转换的临界点，用下列式子给出： Pq＝Pq0+d×dPq10； 其中，Pq0表示表面的屈服应力，d表示深度，dPq表示屈服应力与深度之间的依赖关系； 4.3浮力由板块与周围地幔之间的密度差异决定，受密度和温度的影响： 其中，mi表示给定表面温度下物质i的密度，m0表示参考密度，rp表示热膨胀系数，ΔW表示地幔域的温度差异； 5嵌入具多参数属性的海底高原 据此构建了一个全球三维球形地幔对流模型，并在该模型基础上选取洋-洋型俯冲带作为试验区域，在俯冲大洋板块上且靠近海沟的向海一侧设置一个具有多参数属性的海底高原，即以包括长、宽、厚的几何尺寸及包括浮力、粘度、屈服应力的流变特性多重参数综合刻画的海底高原； 6对模型进行测试，检验模型求解器在温度场、速度场、浮力驱动多方面的准确性，最终构建三维球形海底高原俯冲动力学模型。

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