Special Guests
We cordially extend an invitation for you to join us at this conference. Your presence would be greatly appreciated.
Update Time: 2025-10-23 14:06:51 CST
郭潇潇
西北工业大学航空学院
二阶黎曼FPM及其应用
Abstract | Introduction
光滑粒子流体动力学方法(Smooth Particle Hydrodynamics, SPH)是计算力学无网格方法中的研究热点，有限粒子法(Finite Particle Method, FPM)是SPH的一种改进方法，它创造性地将泰勒级数展开式与光滑函数结合，提高了粒子法在整个问题域内的计算精度。具有偏微分控制方程的工程问题十分常见，但是当此类问题具有强间断特征时，传统FPM方法的计算结果并不理想。基于此，本文针对一种带有Roe型黎曼求解器的二阶FPM算法开展研究，主要工作如下： （1）以二维空间为例，推导二阶黎曼FPM的公式。首先，通过将函数在某个粒子处的泰勒级数展开式保留至二阶导数，用一组由光滑函数组成的基函数与泰勒级数展开式相乘并在问题域内积分，得到以该粒子处函数值及其一、二阶导数为未知数的线性方程组，推导得出二阶FPM公式。其次，参考欧拉方程的黎曼求解器，类似地，对于波动方程，通过求雅可比矩阵的特征值和特征向量推导出Roe型通量并得到黎曼求解器。最后，对二阶FPM中的线性方程组进行变形，得到超定方程组，用黎曼求解器得到的中间状态替换超定方程组中的平均值，并分别用最小二乘法和广义逆方法对超定方程组进行求解，将计算得到的通量的导数值代入控制方程的FPM离散格式中，通过时间迭代得到某时刻问题域内流场分布的近似值。 （2）将二阶黎曼FPM公式应用到不同的数值算例当中验证其有效性。通过对Sod激波管、一维杆中的波传播、二维泰勒-格林涡旋问题进行模拟，验证了二阶黎曼FPM的有效性。同时将二阶黎曼FPM方法的结果与一阶黎曼FPM方法的结果对比，证明了二阶黎曼FPM方法具有更高的精度。基于广义逆法的二阶黎曼FPM方法与基于最小二乘法的二阶黎曼FPM方法得到的结果基本一致，但是基于最小二乘法的二阶黎曼FPM方法在初始粒子间距较大时会出现发散的现象，而基于广义逆法的二阶黎曼FPM不依赖于初始粒子间距的选择，结果更加稳定。
西北工业大学航空学院力学专业硕士研究生在读
唐山
大连理工大学
受大语言模型启发的数据驱动粘弹性软体结构力学行为预测方法
Abstract | Introduction
软流体致动器（SFAs）作为一类典型的软体结构，凭借其卓越的顺应性、可扩展性和生物相容性，已成为软体机器人的核心驱动元件。然而，当前许多研究主要局限于捕捉其时间无关的超弹性响应，导致在表征其时间相关的粘弹性响应时预测精度不足。本工作提出一种带有力学约束的数据驱动粘弹性本构模型，该模型能够精确表征液压/气动SFAs的时间相关粘弹性行为。其核心创新在于定制化开发了一套有限变形下的记忆衰减网络（fMND），该网络将两项力学约束：粘弹性记忆衰减特性和热力学一致性，直接嵌入到网络的训练过程中，使该力学约束严格满足。本数据驱动方法仅需少量的实验数据，并能在有限元框架中进行数值实现。另外，该方法还展现出能基于多样化实验结果增强模型泛化能力的特点，同时具备预测SFAs之外其他软体结构粘弹性行为的潜力，这些特点与大语言模型的基本原理高度契合。
唐山，大连理工大学教授，博士生导师。长期从事材料力学性能、结构断裂破坏理论和计算方法及其应用、数据驱动计算力学等相关领域的研究，致力于应用力学手段去解决工程应用中的实际问题。已发表SCI论文110余篇，包括力学顶级期刊JMPS，CMAME，IJP；顶级综合类期刊Advanced Materials，Advanced Energy Materials，Nano Letters等。SCI他引2152次（Web of Science），谷歌学术引用3037次。近5年（2019年至今）一作或通讯论文47篇，SCI他引约1128次（Web of Science），谷歌学术引用2458次。应邀参与撰写Springer出版社书章2篇。曾获得“王仁先生青年科技奖”，获批中组部第5批青年千人计划，大连理工大学“星海杰青”等人才项目，主持国防973项目子课题“新型XXX车结构设计”，主持自然基金委面上项目3项，主持辽宁省科技重大专项子课题“基于AI技术的结构创新设计方法研究”，主持中国舰船研究设计中心横向课题2项，主持华为机器有限公司横向课题一项以及山东京博控股集团有限公司横向课题一项。近年来专注于数据驱动计算力学相关研究，发展了多种利用机器学习技术和力学先验知识的本构建模方法及结构优化方法，是国内较早开展相关领域研究的团队之一。目前已在该方向上发表高水平论文17篇，累计引用530余次，包括多次实质性引用。
徐兵兵
香港科技大学
虚单元法在超弹性接触中的应用
Abstract | Introduction
虚单元法（Virtual Element Method，VEM）是一种用于数值求解偏微分方程的新型数值方法，它的最大特点是可以使用任意形状的多边形及多面体网格进行几何离散，从而在求解断裂力学、接触力学等问题时具有很大的优点。本工作将给出求解一般非线性力学问题的虚单元法统一格式，并将其应用到超弹性接触问题中。除了经典的接触格式，本工作将结合最新的第三介质接触理论，给出虚单元法在求解第三介质接触问题时的基本过程以及离散格式。此外，本工作还进一步将第三介质接触扩展到三维问题及不可压缩问题，有利于求解更复杂的工程问题。
徐兵兵，德国汉诺威大学博士后，洪堡学者，研究方向为计算力学数值算法，博士导师为高效伟教授，博士后导师为Peter Wriggers院士。徐兵兵本博就读于大连理工大学，获得大连市优秀毕业生、学术之星称号。徐兵兵于2022年获得Humboldt Postdoc Fellowship, 并获得汉诺威大学优秀客座科学家称号。他的主要研究方向包括计算力学先进算法、非线性力学问题仿真、多物理场耦合问题、无网格法。到目前为止，共发表论文50余篇，发表论文期刊包括力学顶刊《CMAME》，《CM》，《IJNME》等。
曹振坤
大连理工大学
虚单元法求解热接触问题
Abstract | Introduction
热接触问题是计算力学中一类关键的非线性耦合问题，广泛存在于高温工程结构、热力耦合分析及热防护系统中。传统有限单元法在处理热接触问题时，尤其在非匹配网格和有限变形条件下，受限于网格依赖性，常出现温度场与热流计算精度下降，甚至热传导路径失真等问题。为克服这些挑战，本研究探讨了虚单元法在求解热接触问题中的应用。作为一种新兴的广义数值方法，虚单元法对单元形状具有高度灵活性，可自然支持任意多边形/多面体单元离散。这一特性使其在处理复杂热界面、实现非匹配网格离散以及开展热-力耦合自适应分析方面具备天然优势。同时，虚单元法允许各热接触体独立离散，无需在界面处保持网格匹配，从根本上简化了热接触界面的热阻建模、热流连续性约束施加与接触热传导路径的追踪过程，为高精度热接触模拟提供了新的数值工具。
大连理工大学博士在读
崔苗
大连理工大学
基于物理信息神经网络求解瞬态非线性与非均质传热问题
Abstract | Introduction
精确求解复杂结构非线性/非均质瞬态热传导问题是高超声速飞行器热防护结构精确化设计的关键。然而现有的求解手段需要大量的网格且必须从头开始计算不同的问题，产生大量的计算成本。为了解决这个问题，本报告基于物理信息神经网络，引入非线性/非均质热物性参数的导数项作为另一个子网络的输出，构建了改进IPINN框架。通过二维和三维算例验证IPINN求解复杂几何结构（复杂边界条件、三维问题）非线性/非均质热传导问题的精度；通过迁移学习在不会损失太多的精度的情况下进一步加速复杂非线性热传导问题的求解，实现对同一模型不同参数的快速计算。结果表明，算法可以快速准确地求解复杂结构非线性/非均质瞬态热传导问题。研究成果发表于国际传热传质领域顶级期刊。
崔苗，大连理工大学力学与航空航天学院教授，博士生导师，航空宇航推进理论与工程研究所所长，大连市首批高端人才，大连市青年科技之星。面向航空航天方面的重大需求，从事新型数值算法、机器学习和深度学习算法及其工程应用相关研究。主持国家自然科学基金项目（4项）、装备预研基金（1项）、国防重大专项（1项）和军工横向项目（10余项）等科研项目，发表期刊论文 100 余篇，科研成果获辽宁省自然科学二等奖（排 1）、教育部自然科学二等奖（排 2）和辽宁省自然科学学术成果二等奖（排 1）等。主讲课程《工程热力学》获辽宁省一流本科线下课程，教学成果获辽宁省教学成果二等奖，获辽宁省优秀硕士学位论文指导教师等荣誉称号。
黄旺
南昌大学
自动微分增强的无网格有限块体法在非线性问题中的应用
Abstract | Introduction
本文提出了一种自动微分增强的无网格有限块体法（AD-FBM），用于求解强非线性偏微分方程（PDE）。该方法将物理求解域划分为若干个有限块，每个块均映射到标准归一化域内，并通过拉格朗日多项式构造形函数。通过引入自动微分（AD）技术精确计算非线性材料本构关系与偏微分方程算子的导数，有效避免了人工编程计算雅可比矩阵过程中可能出现的误差，同时显著减少了人工编程的复杂性与工作量。本文选取多个经典算例对所提方法进行了验证，包括稳态非线性热传导问题、具有界面热接触阻力的双材料问题、随动载荷作用下的大变形悬臂梁问题、含圆孔的亚弹性矩形板问题、板壳问题、不可压缩流问题等。数值结果均与参考解或有限元解高度吻合，证明了所提方法的精度与有效性。此外，该方法通过牛顿迭代实现高效收敛，进一步凸显了自动微分技术与无网格有限块方法相结合，在求解复杂非线性问题时的稳定性与灵活性优势。
黄旺，南昌大学，博士后。主要从事CAE 软件开发与计算力学算法研究、交通行业自主可控CAE软件研发，开发道路工程相关CAE软件10款。发表论文15余篇，申请软件著作权10余项，主持参与国家级、省级科研项目5项。曾获中国国际互联网+大学生创新创业大赛全国总决赛银奖，湖南省创新创业大赛优秀奖，湖南省算力大赛优胜奖等。入选“湖南省芙蓉计划湖湘青年英才”，“长沙市创新创业之星”。
黄群
武汉大学
薄壁复合结构失稳现象的多尺度计算方法
Abstract | Introduction
薄壁复合结构因具有轻质、高强、多功能等特性，在航空航天、新能源等先进工业领域的需求与日俱增。这类结构在压应力作用下易发生屈曲、褶皱、突跳等失稳现象，且随着宏观几何形貌、细观材料构型的复杂化，其失稳行为呈现显著的多尺度耦合特征。围绕薄壁复合结构后屈曲路径难跟踪以及宏细观失稳信息难关联的挑战，报告人开发了基于渐近摄动理论和分岔理论的路径跟踪方法，实现了层合板壳失稳分岔点的精确定位和后屈曲路径的快速追踪，并构建了基于计算均匀化的板壳大变形均匀化计算框架，实现了含面内周期微结构的复合壳体突跳、屈曲的宏细观一体化计算分析。
黄群，1991年生，武汉大学副教授、博士生导师。主要从事薄壁复合结构的稳定性理论与方法、数据驱动计算力学研究。已发表SCI论文30余篇，其中以第一/通讯作者身份在JMPS、CMAME、IJSS等主流力学期刊上发表论文18篇。主持国家级项目2项，作为骨干成员参与国家重点研发计划重点专项、国家自然科学基金重点国际合作研究项目各1项。曾受邀在世界计算力学大会（WCCM 2022）等国际学术会议做邀请报告。曾任第28届国际复合材料与结构会议（ICCS 28）组委会联席主席，现兼任JCR一区期刊Composite Structures（IF=7.1）助理编辑（Assistant Editor）、中国复合材料学会复合材料结构设计专业委员会委员、湖北省复合材料学会常务理事。
黄震天
华东交通大学
一种新型无网格法再三维波传播中的应用
Abstract | Introduction
在边界移动最小二乘法的基础上，分别发展了基于时空近似的BMLS-ST和基于隐式积分方案的BMLS-NM算法，建立了频散方程并分析了紧支域尺度参数对算法稳定性的影响。BMLS-ST和BMLS-NM分别被应用于平面板的动力响应、复杂域内三维标量波传播模拟以及小湾拱坝模型在冲击荷载作用下的动力响应等问题。结果表明，边界移动最小二乘法通过一维形函数求解复杂的二、三维动力问题，能够极大简化计算过程，并显著提升计算效率。更进一步，探索了不连续拱坝结构中三维应力波传播规律，研究表明，当拱坝横缝的材料强度达到坝体材料强度的0.6时，拱坝模型具备较好的完整性。
主要研究无网格数值算法，独立开发了一套数值计算程序，适用于二维、三维静力，二维、三维动力，二维、三维热传导，薄板振动，流固耦合等问题。
梁丽萍
宁夏大学
化-力耦合作用下NCM811材料破坏分析的近场动力学模型
Abstract | Introduction
摘要：在锂离子电池电极材料性能优化领域，扩散诱导应力引发的材料失效问题，已成为制约锂离子电池工作性能与服役寿命的核心瓶颈。NCM811 作为高镍层状氧化物正极材料的典型代表，凭借其优异的高能量密度特性，已成为新一代锂离子电池的核心组成部件；但在充放电循环过程中，锂离子嵌入—脱嵌行为会显著加剧扩散诱导应力，引发材料失效风险，对电池长期稳定性构成严峻挑战。 在多晶NCM811材料内部，各晶粒取向存在显著差异，导致锂离子扩散过程呈现明显的不均匀性。这种不均匀性易在晶界区域形成显著的锂离子浓度梯度，进而引发局部应力集中现象；同时，锂离子与基体材料间的相互作用还会诱发锂致脆化效应。在浓度梯度诱导应力与脆化效应的共同作用下，材料内部裂纹萌生与扩展的概率大幅提升，严重威胁其结构完整性与使用安全。传统数值方法在处理裂纹奇异性问题时存在固有局限，难以准确描述裂纹扩展过程中的材料力学行为，也无法有效刻画锂离子扩散、材料变形与裂纹扩展间的多场耦合关系。这一瓶颈导致NCM811材料在锂化过程中的断裂机制尚未得到充分揭示，为高稳定性材料的抗断裂设计带来了理论障碍。 针对上述问题，本研究基于近场动力学理论，构建了耦合锂离子扩散、力学响应与裂纹演化的多物理场数值模型，重点探究NCM811在锂离子浓度场作用下的断裂机制。研究通过分子动力学模拟方法，获取不同锂离子浓度下材料的断裂韧性、临界键拉伸量等关键参数，并据此对近场动力学的键断裂准则进行修正，使其能够准确反映锂致脆化效应对材料断裂性能的影响。在此基础上，建立了多晶NCM811圆形颗粒数值模型，通过施加动态变化的锂离子浓度载荷与不同速率的外部力学载荷，系统模拟了从准静态到动态工况下裂纹的扩展行为，详细分析了锂离子浓度梯度与裂纹尖端应力场之间的相互作用，及其对裂纹扩展路径与速率的影响规律。 研究结果表明，NCM811材料的裂纹扩展表现出典型的延迟断裂特征。裂纹尖端因应力集中成为锂离子优先富集区域，锂离子浓度的浓度升高虽短期内缓解局部拉应力，但锂致脆化效应会持续降低材料断裂韧性；当韧性降至临界值后，裂纹进入快速扩展阶段，沿晶界或低韧性晶向延伸，且扩展速率随浓度梯度增大而显著上升。裂纹扩展模式并非单一的周向或径向，而是由材料微观结构、应力分布与多场耦合效应共同调控：晶界处断裂韧性显著下降或存在低韧性晶粒连续分布时，裂纹优先沿这些薄弱方向扩展；同时，锂离子浓度变化引发的体积效应会形成非均匀应力场，当径向拉应力集中与高浓度梯度协同作用时，裂纹倾向于径向延伸，而周向应力集中更易引发周向扩展。这一发现揭示了锂离子浓度场与微观结构对裂纹行为的协同调控机制，深化了对多场耦合下材料断裂行为的认识。 本研究通过建立力-化耦合的近场动力学损伤模型，清晰揭示了锂离子浓度场对NCM811材料延迟断裂过程的影响机理，为高稳定性正极材料的微观结构优化与抗断裂设计提供了重要的理论工具与数值平台，对相关领域的技术创新与学术交流具有积极意义。 关键词：NCM811；近场动力学；锂离子浓度场；多场耦合
宁夏大学在读的力学专业研究生，主要研究方向为计算力学，采用有限元方法、近场动力学和分子动力学等方法，对锂电池电极材料的裂纹萌生及扩展和结构力学性能退化等问题开展深入系统的研究。
