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龙图腾网获悉郑州大学申请的专利一种基于直接力浸没边界法的盾构隧道管片上浮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：CN119442740B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-13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：202411407022.X，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种基于直接力浸没边界法的盾构隧道管片上浮仿真方法是由李晓龙;栗鹏超;钟燕辉;张蓓;郭明;臧全胜;刘小锋;陈超亚设计研发完成，并于2024-10-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于直接力浸没边界法的盾构隧道管片上浮仿真方法在说明书摘要公布了：本发明适用于仿真技术领域，涉及一种基于直接力浸没边界法的盾构隧道管片上浮仿真方法，包括：对流场区域进行网格划分，生成控制体编号和中心坐标，并设定流场边界条件；初始化流场参数和计算参数；更新当前时间步流场控制体的面速度；对流场控制方程进行离散，迭代求解流场速度和压力；利用管片运动控制方程更新边界离散点速度和位置坐标；利用插值函数得到边界离散点速度，利用直接力法计算边界离散点受到的力；将边界离散点产生的力离散至整个流域；将当前时间步计算得到的边界离散点速度、流场各单元受到的力、边界离散点受到的力和更新后的浆液粘度传递给下一时间步，迭代至指定时间。本发明可快速准确地对盾构隧道管片上浮进行模拟仿真。

本发明授权一种基于直接力浸没边界法的盾构隧道管片上浮仿真方法在权利要求书中公布了：1.一种基于直接力浸没边界法的盾构隧道管片上浮仿真方法，其特征在于，包括以下步骤： S10、根据预定尺寸的正交控制体对流场区域进行网格划分，生成控制体编号和中心坐标，并设定流场边界条件； S20、离散浆液和管片接触边界，获取边界离散点信息，初始化流场参数和计算参数； S30、更新当前时间步流场控制体的面速度； S40、根据前一时间步流场单元受到的力，使用同位网格有限体积法对流场控制方程进行离散，迭代求解流场速度和压力； S50、根据前一时间步边界离散点受到的力，利用管片运动控制方程更新边界离散点速度和位置坐标； 所述步骤S50中，边界离散点速度和位置坐标通过如下公式计算： 其中，为n+1时间步管片中心的位置矢量，为n时间步管片中心的位置矢量，为n+1时间步管片质心运动速度矢量，Δt为时间步长，为n+1时间步管片角速度，θn为n时间步管片旋转角度，θn+1为n+1时间步管片旋转角度，Xn+1为n+1时间步边界离散点位置矢量，Pn+1为n+1时间步边界离散点x方向位置，Yn+1为n+1时间步边界离散点y方向位置，Un+1X为n+1时间步X位置的边界离散点的速度矢量； S60、利用插值函数得到边界离散点速度，利用直接力法计算边界离散点受到的力； S70、利用插值函数将边界离散点产生的力离散至整个流域； S80、将当前时间步计算得到的边界离散点速度、流场各单元受到的力、边界离散点受到的力和更新后的浆液粘度传递给下一时间步，直至外部迭代至指定时间。

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