天然气水合物主要分布在陆域永久冻土和深海沉积物中，由于现场取芯和原位实验技术的局限，数值模拟方法一直是研究含水合物沉积物力学性质的重要手段之一。其中，离散元法作为非连续介质力学方法，在含水合物沉积物的宏微观力学性质的研究中具有独特优势。在含水合物沉积物的离散元模型中，水合物通常被简化为球体颗粒，水合物饱和度直接通过球体颗粒体积计算，而这种计算方法将低估水合物饱和度，无法准确地标定水合物微观参数。

近期，北京大学天然气水合物国际研究中心发表了题为“Three-dimensional discrete element modeling of the shear behavior of cemented hydrate-bearing sands”的文章，基于Voronoi空间区域划分算法，建立了水合物颗粒的多面体表征模型，获得了Voronoi单元饱和度与球颗粒体积饱和度的关系，并且基于实验结果标定了含水合物沉积物的微观力学参数。研究结果表明，离散元法可以构建准确的水合物饱和度模型，为以后精细研究天然气水合物宏微观力学性质奠定了基础。

这一成果近期发表在《Journal of Natural Gas Science and Engineering》上，文章作者包括丁言露博士、钱安娜博士生和卢海龙教授；其中，卢海龙教授为本文的通讯作者。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jngse.2022.104526