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龙图腾网恭喜中国科学院地质与地球物理研究所申请的专利一种流-固耦合的波场模拟方法、装置、设备及存储介质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：CN116559942B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2024-09-17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：202310369240.8，技术领域涉及：G01V1/28；该发明授权一种流-固耦合的波场模拟方法、装置、设备及存储介质是由夏木明;杨长春;王灿云;张文秀;田飞;李宗伟设计研发完成，并于2023-04-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种流-固耦合的波场模拟方法、装置、设备及存储介质在说明书摘要公布了：本发明公开了一种流‑固耦合的波场模拟方法、装置、设备及存储介质，包括步骤如下：设定介质的物理参数及数值模拟参数，根据流‑固双相介质模型，自动判别当前计算节点介质属性；计算流体区域或固体区域的波场值，定义流‑固边界处的波场耦合条件，实现地震波在流体与固体区域之间的双向传播；在规定时间内循环进行波场正演计算；输出所有固体和流体区域中的波场数值。本发明，基于格子玻尔兹曼方法与弹簧网络模型流‑固耦合的波场模拟方法具备的优势包括：不依赖于波动方程、对不规则流‑固边界的适应能力强、模拟精度高等。

本发明授权一种流-固耦合的波场模拟方法、装置、设备及存储介质在权利要求书中公布了：1.一种流-固耦合的波场模拟方法，其特征在于，包括步骤如下：设定介质的物理参数及数值模拟参数，根据流-固双相介质模型，自动判别当前计算节点介质属性；计算流体区域或固体区域的波场值，定义流-固边界处的波场耦合条件，实现地震波在流体与固体区域之间双向传播；在规定时间内循环进行波场正演计算；输出所有流体和固体区域中的波场数值；所述物理参数包括固体介质的纵横波速度、体积密度、Q值以及流体介质的纵波速度、体积密度、Q值物理参数，所述数值模拟参数包括时间采样间隔、空间采样间隔、震源参数、地震观测系统、地震记录时长正演模拟参数以及设定模拟的区域的外部边界条件；自动判别当前计算节点介质属性包括根据流-固双相介质模型，定义一个表征双相介质流体或者固体属性的相函数，通过相函数，当计算某个节点的波场值时，即可通过相函数自动判别计算中涉及的相关节点的介质属性；根据相函数定义的介质属性，如当前节点为流体介质，则采用LBM进行粘滞声波数值模拟；如当前节点为固体介质，则采用LSM进行弹性波或者粘弹性波数值模拟；LBM进行粘滞声波数值模拟包括步骤：S1、根据流体介质参数，更新各阶矩张量；步骤S1采用：控制方程表示为：fx+cidt，t+dt-fx，t＝-M-1SM[fx，t-feqx，t]dt，其中，fx，t为粒子数分布函数向量，其中各个元素对应各个方向的粒子数分布函数为fix，t，i＝1，2，...，q，q为LBM的离散向量个数；feqx，t为粒子的平衡态分布函数；ci为沿着i方向的粒子迁移速度；M为变换矩阵；S为松弛矩阵，其对角元素由松弛因子构成，dt是时间步长；当公式中松弛矩阵S的对角元素全都相等时，代表单松弛时间LBM模型；当松弛矩阵S的对角元素仅仅由两个数构成时，代表双松弛时间LBM模型；否则，当松弛矩阵S的对角元素由两个以上实数构成时，代表多松弛时间LBM模型；S2、计算平衡态分布函数；S3、进行离散粒子的碰撞步与迁移步运算；S4、采用插值处理获得粒子数分布函数；步骤S4采用：当LBM中出现非整数的迁移速度n时，LBM离散粒子则会运动到非整数网格节点上，根据非整数网格节点上的粒子数分布函数通过插值算法获得整数网格节点上的粒子数分布函数；S5、处理计算区域外边界与模型内部界面；S6、判断循环是否终止，如是则输出计算结果，如否则返回到S1；LSM进行弹性波或者粘弹性波数值模拟包括步骤：A1、读入固体介质参数；A2、根据参数建立离散弹簧模型；A3、定义边界条件；A4、施加震源或外力；A5、根据Verlet算法，更新位移、速度以及作用力，并判断是否满足计算终止条件，如是则输出计算结果，如否则返回到A4；其中，在LSM模拟中，处理起伏地表情况时，断开与地表节点所在的质点之间的弹簧作用力；其中，在LSM模拟中，将震源函数施加在位移、速度、加速度、作用力不同物理量上；其中，流-固耦合时采用的流-固边界耦合边界条件包括：标准反弹边界条件、镜面反弹边界条件以及混合反弹边界条件，其中，标准反弹边界条件包括：假设流-固边界固体节点xf的运动速度为vf，当流体粒子以速度cf碰到流-固边界并发生标准反弹时，根据动量交换算法，碰撞后的xf节点上沿着标准反弹i-方向运动的粒子数密度可表示为： 其中，为为网格节点xf迁移后沿着i方向的粒子数，ci为沿着i方向的粒子迁移速度，wi为LBM离散权系数，cs为LBM格子声速，fi-为沿着标准反弹i-方向运动的粒子数密度；流体粒子施加在相邻固体节点xs上的力可表示为： 其中，dt和Δh分别为时间步长与空间网格边长；镜面反弹边界条件包括：根据动量交换算法，碰撞后的xf节点上沿着镜面反弹i+方向运动的粒子数密度可表示为： 其中，为为网格节点xf迁移后沿着i方向的粒子数，ci+为沿着i+方向的粒子迁移速度，wi为LBM离散权系数，cs为LBM格子声速，流体粒子施加在相邻固体节点xs上的力可表示为： 其中，dt和Δh分别为时间步长与空间网格边长，fi+为沿着镜面反弹i+方向的运动粒子数密度；混合反弹边界条件包括：根据流-固边界动量交换算法，假设遇到流-固边界后的xf节点上的流体粒子一部分沿着标准反弹i-方向运动，另一部分沿着镜面反弹i+方向运动，则碰撞后的xf节点上流体粒子数可表示为： 其中，比例系数α和β需要满足以下条件： 相应地，边界处的流体粒子对相邻固体粒子的作用力可表示为：Fxs，t+dt＝αFi-xs,t+dt+βFi+xs,t+dt17。

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