Special Guests
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Update Time: 2025-10-23 14:06:51 CST
王霖
河海大学
基于梯度损伤模型的热力耦合准脆性断裂自适应多片等几何分析
Abstract | Introduction
梯度损伤模型通过引入梯度项构建正则化控制方程，摆脱了经典局部损伤模型中的网格依赖性问题。本研究基于该模型，提出了一种模拟热力耦合准脆性断裂的自适应多片等几何分析方法。为抑制损伤区域的过度扩宽，模型引入了一种与局部等效应变相关的瞬态梯度参数。在损伤准则方面，模型采用了修正的Mazars准则，以适应具有不同拉压强度比的准脆性材料。针对复杂结构，采用多片技术以简化建模，并利用Nitsche法进行多片耦合。为了优化计算效率，本研究提出了一种双重自适应策略，实现了网格自适应细化和加载步长自适应调整的协同进行。数值模拟表明，所提出的方法能够准确捕捉复杂结构的热致损伤形貌，提出的自适应策略在保证计算精度的同时，大幅提升了计算效率。
王霖，女，2001年生，河海大学力学与工程科学学院博士研究生，师从余天堂教授，研究方向为基于THB样条的等几何分析。
王家睿
南方科技大学
光滑型自然稳定再生核质点法
Abstract | Introduction
本工作提出了一种用于光滑型再生核质点法（Reproducing Kernel Particle Method, RKPM）的稳定节点积分方案。该方法基于更新拉格朗日弱形式，通过对系统内能进行泰勒级数展开，有效消除了仅采用节点积分时可能出现的零能模式问题。该方案具备变分一致性，能够通过分片试验，并表现出最优收敛特性。针对稳定项中涉及的无网格形函数高阶梯度，采用梯度光滑技术进行近似计算，显著缓解了传统高阶导数的直接计算带来的数值自锁现象。在非线性问题中，稳定项所需的应力梯度计算较为复杂，本工作发展了一种不依赖于材料本构模型的新型应力插值方法，使其便于集成至商用数值仿真软件框架中。所提出的方法适用于拉格朗日型与半拉格朗日型的RKPM，并最终通过多个标准数值仿真算例（包括弹性、近不可压缩材料、塑性材料，以及结合连续损伤力学的塑性材料）进行了验证，证明了其有效性。
王家睿，南方科技大学力学与航空航天工程系的助理教授。主要研究方向为计算固体力学高性能数值仿真方法。在无网格方法领域发表学术论文10余篇。曾获美国布朗大学工程学院Hiibbitt荣誉博士后奖。
王发杰
青岛大学
物理信息神经网络驱动的自适应基本解法
Abstract | Introduction
在传统基本解法中，源点的合理选取始终是影响计算精度与稳定性的关键，已有大量研究提出多种有效的最优源点位置选取策略。然而，现有方法在计算效率、智能化水平和复杂区域适应性等方面仍存在较大的改进空间。本文提出一种基于物理信息神经网络的自适应基本解法，通过神经网络自动确定源点位置，从而实现对具有基本解的各类偏微分方程的高效高精度求解。具体而言，源点坐标采用极坐标系描述，通过源点数量对圆周进行等分，将划分所得的极角输入神经网络，并由网络输出相应的极径，从而生成源点位置。随后利用基本解法计算公式逼近问题的解，并结合边界条件构建损失函数。通过训练优化神经网络参数，从而自适应地确定源点极径。通过拉普拉斯方程、双调和方程和亥姆霍兹方程的算例验证了方法的有效性与精确性。结果表明，所提方法在源点数量远少于配点数量的条件下，依然能够获得精确且稳定的数值解，适用于二维与三维几何形状的正问题和反问题。
王发杰，青岛大学机电工程学院教授，青岛市力学学会副秘书长。主要从事计算力学、工程仿真、高性能计算软件平台开发等方面的研究工作，涉及领域包括复杂介质传热传质、振动噪声控制、人工智能算法等。曾在德国锡根大学、葡萄牙科英布拉立大学从事研究工作。主持国家自然科学基金面上和青年项目、山东省优秀青年科学基金及企业横向课题10余项。在CMAME、IJNME、CS和EABE等期刊发表论文100余篇，其中10余篇论文入选 ESI 高被引论文，总引用 2400 余次，H 指数30，i10 指数62。授权专利 8 项、获批软件著作权7 项。获德国 DAAD-K.C.Wong Postdoc Fellowships、杜庆华力学与工程优秀青年学者奖。
文丕华
南昌大学
弹性板壳问题的正则边界元法
Abstract | Introduction
This report presents a fundamental solution for a double-curvature simply supported shell, incorporating three concentrated forces and two bending moments. It introduces the reference domain concept and formulates fictitious load boundary integral equations using both constant and linear elements. These equations are developed in the Laplace transform domain for both static and dynamic problems. The key contribution of this study is the development of the Regular Boundary Element Method (RBEM) based on the new fundamental solution. The reference domain includes the real structure's configuration, and a system of linear equations is established with fictitious forces and moments as unknowns. These equations are derived from traction and displacement boundary conditions. To obtain all physical values in the time domain, the Durbin’s Laplace inverse technique is applied. The accuracy and reliability of the proposed method are evaluated through four numerical examples, with results compared against exact solutions or the finite element method.
文丕华是航空航天与数值仿真领域的专家，现任南昌大学航空航天研究院院长，曾任英国伦敦大学女王玛丽学院教授、航空学部副主任、研究生部主任，1992 年曾获“第三届国家青年科技奖”。1987 年首次提出源强法，成为当今流行的基本解法 (MFS) 的最早的倡导者。1989 年提出的裂纹位移间断法，并将位移间断法推广到动态断裂的接触问题。1997 年首次提出了将区域积分转化为边界积分的径向积分法。创立的残余应力大型构件翘曲快速算法，获欧洲专利/美国专利各一项。2010 年证明了非局部弹性理论著名论文错误结论。所创立的无网格有限块体法形成了“麦粒”（中国）CAE 软件，应用于土木道路工程和融入大学生教学课程。2021 年 7 月辞去伦敦大学职务，组建南昌大学航空航天研究院；用不到两年建成大型计算中心与 CT 微纳米三维成像实验室。带领团队获批国家自然科学基金 4 项、江西省自然科学基金 2 项、赣俊人才引进项目 1 项；主办 2 次全国无网格计算力学会议和 1 次边界元及无网格国际会议。长期推进中英合作，受聘湖南大学、中南大学、太原理工大学、长沙理工大学特聘教授。获山西“领军人才”、湖南“海外名师”，两次入选中组部国家高层次人才计划，入选江西省“双千人才”，获 2023 年江西庐山友谊奖。自 2023 年起担任国际期刊 Engineering Analysis with Boundary Elements 副主编。
冯殿垒
同济大学
微生物矿化孔隙反应流动多物理耦合过程模拟
Abstract | Introduction
微生物矿化是一种新型生物修复固结技术。然而其孔隙尺度的矿化过程受细菌微生物、尿素浓度、孔隙涡结构演化分布等复杂因素影响，使得矿化分布及演化过程呈现高度非线性和一定程度的应用不确定性。受限于孔隙空间反应-流动及孔隙结构改变动态过程观测困难，实验研究探索细观孔隙尺度微生物矿化过程机理存在困难。本研究基于格子玻尔兹曼、有限元和元胞自动机方法构建了孔隙尺度多物理耦合微生物矿化数值模型。通过GPU并行加速技术的引入，实现了三维微流控芯片全尺度的矿化过程模拟；进一步探究了孔隙结构特征、微生物浓度以及孔隙涡结构分布演化特征与碳酸钙矿化过程的相关性，为微生物矿化技术应用精细化设计及过程控制提供了科学预测分析工具。
冯殿垒，同济大学土木工程学院研究员，博士生导师，中国力学学会、国际防灾减灾协会 (ICGdR) 会员。2010、2013、2017年先后于同济大学工程力学系、中国科学院力学研究所、汉诺威大学（德国），获得学士、硕士和博士学位。2019-2021年于汉诺威大学流体与环境物理研究所任教（独立PI）。2021年入选上海市领军人才（海外）项目回国。先后主持德国自然科学基金、国家自然科学基金项目等。曾获得德国Georg-Christoph-Lichtenberg 奖学金、高等学校水利类专业教学成果一等奖、上海市水利行业优秀科技论文一等奖。担任《计算力学学报》、《建筑施工》等四本期刊青年编委、特邀编委。目前已发表SCI论文三十余篇，并多次受邀在世界计算力学大会（WCCM）等国际重要学术会议做特邀主题报告。
句冰蕊
青岛大学
基于边界元法的缺口形状及应力集中优化问题研究
Abstract | Introduction
缺口结构的部件在工程应用中具有重要作用。然而，缺口的存在往往会导致应力集中，从而增加结构失效的风险。因此，优化缺口几何形状具有重要意义。本文基于复分析方法和最小势能原理，推导了扭转载荷作用下的最优缺口形状。采用边界元法（BEM）进行了数值模拟，并与常规缺口形状进行了对比。结果表明，所提出的优化缺口形状能够有效降低应力集中，从而验证了理论分析的正确性。此外，本文揭示了一个悖论：当缺口处曲率半径为零时，并不必然导致应力集中。该发现对传统认识提出了挑战，具有重要的研究意义。
句冰蕊，青岛大学数学与统计学院计算数学专业博士研究生。主要从事数值分析与科学计算方向的研究工作，研究兴趣主要集中在无网格法、边界元法以及相关高效数值方法的理论与应用。近年来，重点围绕边界元法在工程结构优化问题中的建模与求解展开研究，致力于推动数值方法在复杂工程构件优化、应力分析以及结构安全性评估中的应用。研究思路兼顾数学理论创新与工程实际需求，强调算法的稳定性、精确性与计算效率。
石承志
南昌大学
功能梯度材料断裂分析的Erdogan基本解直接边界元法
Abstract | Introduction
本文提出了一种求解含裂纹功能梯度材料应力强度因子的边界元方法。将无限大内嵌裂纹的平板在一对集中力作用下的Erdogan基本解应用到直接边界元法的计算中。通过将材料梯度等效为体积力，建立了含裂纹功能梯度材料的边界元法计算框架。针对多裂纹问题，本文提出了一种在局部坐标系下的多域方法。此外对于动态问题，采用Houbolt有限差分格式离散时间二阶导数。得益于边界未知量的精确计算，应力强度因子可直接通过裂纹张开位移法和J积分法精确估算。通过与已有文献结果的比较，验证了Erdogan基本解直接边界元法在分析功能梯度材料裂纹问题时的精确性。
石承志，现为南昌大学航空航天研究院力学专业博士生，主要研究方向是适用于断裂力学数值分析的新型边界元法以及无网格法。
叶红玲
北京工业大学
考虑强度的连续纤维复合材料宏微协同拓扑优化设计
Abstract | Introduction
连续纤维增强复合材料由于优异的比强度、比刚度、可设计性和轻量化特质，日益受到航空航天等高端装备制造领域的青睐。结构拓扑优化能够在给定设计空间内优化材料布局，是轻质高强结构多元化设计的创新方法。考虑强度的连续纤维复合材料结构拓扑优化设计面临着优化模型建立宏微耦合度高，材料强度、拓扑构型及纤维取向之间非线性关系复杂以及失效模式和敏度分析复杂，求解模型收敛难等问题，本报告通过引入独立连续映射方法与主应力方向动态修正策略，结合Hashin准则和Tsai-Wu失效准则，建立了考虑强度和纤维取向的连续纤维复合材料结构拓扑优化设计理论方法。探究了不同初始纤维取向、凝聚系数、应力松弛系数、网格精度等条件下对结构轻量化设计的影响。通过数值算例，验证了所提方法的有效性和适用性。优化后的拓扑构型呈现出清晰的传力路径，且应力分布均匀性提升，减小了局部最大应力。研究结果对于连续纤维复合材料的多尺度轻量化设计提供了理论基础，降低了结构失效风险。
叶红玲，女，北京工业大学数学统计学与力学学院教授，博士生导师，北京工业大学工程力学国家级实验教学示范中心主任。中国力学学会第12届理事会理事，中国复合材料学会智能复合材料、复合材料结构设计、复合材料增材制造专业委员会委员，北京力学会监事长。获评北京市教学名师、全国力学优秀教师、国家级和北京市级课程思政教学名师、杜庆华力学与工程教育奖等。长期从事多学科结构分析与优化设计、复合材料结构力学、计算力学理论方法与软件开发等，主持国家自然科学基金项目、北京市自然科学基金项目等10余项。发表著作2部，译著1部，教材1部，科研论文100余篇，授权国家发明专利18项，软件著作权65项。
回彦川
沈阳大学
一种基于模型驱动与数据驱动耦合方法的型材结构模型
Abstract | Introduction
人工智能与大数据分析的最新进展将计算力学推向了智能计算时代，其显著特征是量子增强处理与数据驱动方法的协同融合。这一发展推动了从传统数值方法到创新多框架解决方案的范式转变。尤其在复合材料分析中，采用离线微观分析与在线宏观计算两阶段策略的现代均匀化技术，通过智能资源分配展现出更优的计算效率。本研究提出一种新颖的混合计算框架，将多尺度均匀化原理与自适应单尺度有限元建模协同结合。所提出的方法通过三项关键创新改进了传统的数据驱动均匀化：1) 应用 Carrera 统一理论（CUF）实现复杂结构建模的降维；2) 开发数据 - 模型耦合融合架构，平衡物理原理与机器学习见解；3) 构建优化的计算流程，在保持微米级精度的同时实现微观尺度的效率。通过对悬臂和简支约束下复合材料结构的挠度分析，对 CUF 增强的混合模型进行了严格测试。与传统有限元模拟和解析基准的验证证实了该方法的准确性，对比研究表明位移预测偏差 < 5%，同时计算资源需求减少 40-60%。这种集成方法较好地实现了兼顾精度与效率的多尺度建模。
回彦川，男，回族，辽宁沈阳人，九三学社社员。武汉大学固体力学、意大利都灵理工大学机械工程双博士，欧盟第八框架协议地平线计划（Horizon2020）项目组成员，“玛丽・居里” 全额奖学金获得者。现任沈阳大学副教授，沈阳市高层次人才（高级人才层次），国家级创新创业项目导师。2022-2024 年度沈阳大学优秀教师。兼任中国力学学会会员、中国复合材料学会会员，《Composite Structures》《Mechanics of Advanced Materials and Structures》等国际期刊审稿人。长期致力于复合材料结构的先进结构理论、多尺度建模与仿真、非线性力学领域研究，重点聚焦纤维增强复合型材屈曲失稳、薄壁复合结构多层级力学行为等关键科学问题，深耕数据驱动算法与多尺度计算方法在复合结构分析中的创新应用。 2009-2013 年就读于武汉大学工程力学专业，获工学学士学位；2013-2019 年于武汉大学固体力学专业攻读博士学位，期间（2015-2019 年）赴意大利都灵理工大学机械工程专业联合培养，获双博士学位；2016-2019 年在卢森堡科学技术研究所从事联合培养研究；2021-2023 年在武汉大学、沈阳大学开展联合培养博士后研究。科研项目方面，主持国家级项目 2 项（含国家自然科学基金青年项目、国家高端外国专家项目）、省市级项目 3 项（辽宁省自然科学基金、沈阳市留学回国人才项目、辽宁省教育厅基金），累计经费 58 万元；作为核心成员参与欧盟地平线 2020 玛丽居里博士创新培养项目（309 万欧元）及国家自然科学基金重点国际合作、重大研发计划等国家级课题 3 项，在复合结构多尺度建模、屈曲失稳分析等领域形成系统研究成果。在复合材料与力学领域顶尖期刊发表 SCI 论文 17 篇，其中以第一作者或共同第一作者身份发表 9 篇，包括《Composites Part B: Engineering》（IF=13.1，JCR 1 区）、《Thin-Walled Structures》（IF=6.4，JCR 1 区）、《Composite Structures》（IF=6.3，JCR 1 区）等顶级期刊，多篇论文聚焦数据驱动计算与多尺度模型耦合方法，形成特色研究方向；合著学术著作 2 部，获授权发明专利 3 项、软件著作权 2 项。受邀在 “2023 材料多尺度计算模拟国际会议”“第二届全国‘先进结构工程科学’博士生学术论坛暨青年学者论坛” 等国内外重要会议作特邀报告 2 次，担任世界力学家大会（ICTAM 2024）分会场主席 1 次；在亚太工程计算方法、国际复合材料结构等国内外学术会议发表论文 17 次，推动相关领域国际合作与成果传播。指导团队获第九届辽宁省创新创业年会二等奖、辽宁省研究生结构数值模拟竞赛三等奖。 Email:huiyanchuan@163.com
