Special Guests
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Update Time: 2025-10-23 14:06:51 CST
郑向冉
青岛大学
任意阶广义有限差分法的压电材料动态响应分析
Abstract | Introduction
本文提出了一种适用于二维与三维压电材料动态响应分析的高精度数值方法。该方法采用 Krylov 延迟校正技术进行时间离散，在每一时间节点形成一个压电耦合边值问题。随后，利用无网格广义有限差分法求解该边值问题，从而建立具有任意阶精度的新型数值离散模型。此外，引入改进的边界条件施加策略，显著提升了数值稳定性。通过四个具有代表性的数值算例，验证所提方法的有效性与适用性。数值结果表明，该方法在压电问题动态分析中具有非常高的精度与稳定性，尤其适合长时间复杂结构的数值仿真。 关键词：压电；Krylov延迟校正；无网格；广义有限差分；长时间模拟
郑向冉，青岛大学计算数学专业硕士研究生，主要研究方向是无网格法，谱积分方法。
郑宏
北京工业大学
基于物理驱动机器学习的岩土体水力学行为评估
Abstract | Introduction
一般情况下的边坡是一个无限次超静定系统。边坡稳定性分析的极限平衡法仅需坡体的强度参数，但为了使得问题静定须对坡体内力引入一些缺乏物理基础的假定，不同假定对应不同的极限平衡法。尽管能够满足全部平衡条件的所谓严格极限平衡法给出的安全系数差别可能不大，但没有一个方法能够先验地满足静力许可条件，这使得边坡加固设计效率低下且缺乏依据。 我们证明边坡稳定性分析可以归结为一个积分最优控制问题，其中状态方程为代表边坡极限平衡条件的积分方程组，而价值泛函则依赖于具体问题。例如：求给定滑坡的安全系数可依据潘家铮极大值原理将价值泛函指定为安全系数；又例如求满足安全性要求的边坡最佳加固方案可将价值泛函定义为加固费用，等等。通过求解该最优控制问题，可以在不引入任何人为假定的前提下求得满足静力许可条件的力系、滑动方向以及安全系数，从而将边坡稳定性分析由艺术变成科学。 报告所建议的几个数学技巧还可被用于其他问题的求解，其中强非线性问题的增维技术已在应用数学领域获得了应用。
郑宏，北京工业大学教授，北京学者，国家杰出青年科学基金获得者。主要从事工程数值分析方法理论、方法及其在岩土力学中的应用研究工作，主持了包括三峡工程在内的多项重要课题的研究和咨询。部分成果被完整写入本硕教材以及多个行业规范，并被国际大型商用软件所采纳。以第一/通讯作者发表SCI论文近百篇，SCI引用超9400次。连续入选爱思唯尔高被引作者榜单，是工程和应用数学两个领域的前2%顶尖科学家，还是全球顶尖科学家排行榜入选者。岩土工程学报和Computers and Geotechnics等国内国际主流学术期刊编委。
郑辉
北京科技大学
局部径向基函数配点法在声子晶体中的最新进展
Abstract | Introduction
声子晶体是人工设计的周期性结构，弹性波在其中传播时会出现频率的禁带与通带现象，并可设计成滤波器、新型波导、以及多种以往经典波动结构所不具备的弹性波系统。声子晶体内部散射体的几何形状对声子晶体的能带的形成有一定的影响。但由于数值计算方法的限制，当内部散射体变化时，需要进行网格划分，因此传统的数值方法无法应用到复杂几何形状的散射体声子晶体当中，尤其是考虑流固耦合移动公共界面的情况。此外，在具有随机缺陷的声子晶体中，弹性波会被限制在局部区域并出现局部化行为导致结构破坏等现象。如何有效快速分析复杂几何形状散射体，以及流固耦合对禁带特性的影响是实际工程应用中备受关注的问题。本文基于局部径向基函数配点法开发了声子晶体中能带的快速计算方法，并且结合流固耦合声子晶体的难点，给出了局部径向基函数配点法在声子晶体中的最新进展。
郑辉，教授。2016年获德国锡根大学博士学位，2016年至2017年在英国考文垂大学工作，2017年就职南昌大学，先后担任讲师、副教授、教授。2025年加入北京科技大学国家材料服役安全科学中心，任博士生导师。获批江西省首批双千人青年领军人才项目、江西省杰出青年基金。主持国家自然基金面上项目、地区项目和青年项目各一项、教育部对外交流项目2项。发表学术论文40余篇。任《Engineering Analysis with Boundary Element Method》编委，《应用数学与力学》青年编委。2022年获全国首届工程计算软件优秀青年奖。
周枫林
湖南第一师范学院
声辐射问题的线性多步双互易边界元法
Abstract | Introduction
将线性多步法与对偶互易边界面法相结合以求解声学问题。在该耦合算法中，首先通过对偶互易方法将声学问题的控制方程——波动方程转化为二阶常微分方程组。通过引入描述压力变化率的中间变量，降低了方程组的阶数。随后采用典型的隐式线性多步法Adams-Bashforth-Moulton格式求解降阶后的方程组：首先运用四阶龙格-库塔法计算前三步的变量值；继而采用Adams-Bashforth方法预测当前步的变量值；最后通过Adams-Moulton方法对预测值进行校正。通过预测-校正过程的迭代计算，有效提高了算法的求解精度。
湖南第一师范学院智能制造学院，副教授，博士（后），科研处副处长，硕士生导师，国家自然科学基金、湖南省自然科学基金与广东省自然科学同行评议专家，SCI源刊Engineering Analysis with Boundary Elements、Mathematics等国际期刊审稿人，主持包括国家自然科学基金、湖南省自然科学基金面上项目，中国博士后面上项目、湖南省教育厅优秀青年基金等科研项目5项，产学研合作横向项目4项，发表论文30多篇，其中第一作者或通讯作者发表SCI/EI 论文16篇，授权发明专利5项，湖南省青年骨干教师
周焕林
合肥工业大学
深度学习算法预测瞬态热传导问题中随温度变化的热导率
Abstract | Introduction
提出了一种结合双向长短期记忆网络（Bidirectional Long Short-Term Memory Networks, Bi-LSTM）和多头自注意力机制（Multi-Head Self-Attention Mechanisms, MSA）的新型深度学习框架，用于估计瞬态热传导反问题温度相关的热导率。首先，通过有限元法求解正问题，获取训练数据；然后对数据进行标准化和归一化处理，以确保训练稳定性。最后，将温度场作为深度学习框架中的输入来训练网络，使其能够预测整个域中的未知热导率。在训练过程中，采用动态学习率衰减调整策略来提高模型的性能。在提出的新型混合模型中，Bi-LSTM 能够捕获瞬态温度数据中的前向和后向依赖关系。MSA可以通过并行处理输入序列的不同部分并为其分配不同的注意力权重，进一步增强模型在复杂非线性关系中的学习能力。数值算例分析了数据噪声和训练样本比例对预测结果的影响，结果表明，该方法对数据噪声的敏感度较低。此外，通过与其他深度学习模型的性能进行比较，证明了该深度学习框架的优越性。
周焕林，合肥工业大学土木与水利工程学院教授、博士生导师。1997年获得合肥工业大学学士学位，2000年获得合肥工业大学硕士学位，2003年获得中国科学技术大学博士学位。2006-2007年英国利物浦大学博士后。曾获安徽省中青年骨干教师、安徽省科协系统先进个人、杜庆华工程计算方法优秀青年学者奖、安徽省教学成果二等奖、安徽省科学技术奖三等奖、全国第三届基础力学青年教师讲课比赛二等奖、全国周培源大学生力学竞赛优秀指导教师奖、应用数学和力学·钱伟长优秀论文、安徽省力学优秀博士和硕士论文指导教师等奖励。曾任工程力学系主任、土木与水利工程学院副院长、科研院综合管理办公室副主任兼校科协办公室主任。现兼任中国力学学会理事、中国力学学会计算力学委员会特邀委员及边界元和无网格法组成员、安徽省力学学会常务理事、南方计算力学联络委员会副主任、华东基础力学与工程应用协会副理事长、《应用数学和力学》学报编委。 研究领域：智算力学、结构工程。曾主持国家自然科学基金面上项目3项，主持其他省部级和企业委托科研课题40余项。发表国内外学术期刊论文160余篇，其中SCI论文68篇，国内核心学术期刊论文近100篇，SCI引用1600余次，H指数23，2024知网高被引学者TOP5%。
段明宇
青岛大学
薄壁弹性力学问题的边界元法分析
Abstract | Introduction
本文提出了一种结合边界元法（BEM）与物理信息神经网络（PINNs）的混合框架，用于高效求解薄壁结构中的非齐次弹性问题。传统BEM在处理非齐次项时需进行区域离散，导致计算复杂度显著增加。针对这一问题，本文利用PINNs近似非齐次方程的特解，并通过将通解减去近似得到的特解，将原问题转化为等价的齐次形式，再采用BEM对齐次部分进行求解，从而避免区域离散，保持了BEM边界离散的优势。为提高积分精度，本文在框架中引入非线性 sinh 变换，将近奇异积分映射至新的坐标系，实现被积函数的平滑化处理。该方法有效解决了传统BEM在处理薄壁弹性问题中面临的复杂性与稳定性挑战。数值算例验证了所提方法的鲁棒性与高精度，表明该混合框架在薄壁结构弹性分析中具有良好的工程应用潜力。
段明宇，青岛大学计算数学专业博士研究生，主要研究方向是边界元法。
洪黎丹
福建理工大学智慧海洋科学技术学院
Space-time collocation multiple -scale Trefftz method for two-dimensional wave Equations
Abstract | Introduction
This research introduces a precise and efficient semi-analytical meshless approach for resolving two-dimensional (2D) wave equations. It utilizes a novel space-time (ST) Trefftz basis function to improve numerical accuracy. To tackle the problem of a highly ill-conditioned linear equation system, this study employs a multiple-scale characteristic length (MSCL). With specified initial and boundary conditions, collocation points are strategically placed along the ST domain boundary, converting the initial value problem into a boundary-value problem. This technique enables the virtual reconstruction of wave propagation in a 2D domain. Several examples are presented to demonstrate the method’s effectiveness in solving 2D wave equations. A benchmark example validates the method’s feasibility and accuracy. In the numerical examples, segments of the exact solutions for forward and inverse problems assess accuracy. The results are compared with other techniques, demonstrating that the proposed method offers superior accuracy. The accuracy and convergence of the ST semi-analytical approach are tested on various numerical examples with differing boundary conditions and geometries.
洪黎丹，现任福建理工大学智慧海洋科学技术学院讲师、硕士生导师，同时担任福建省水利学会青年学术工作委员会秘书。主要研究方向为无网格数值方法及其在海洋工程与水利工程中的应用。目前主持包括自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室开放基金项目、福建理工大学科研发展基金项目、福建理工大学海洋研究专项基金项目以及多项横向科研项目在内的科研工作，已在 Engineering Analysis with Boundary Elements, Mathematics, Applied Sciences, Natural Hazards 等国内外学术期刊发表论文 10 篇。
胡泽森
重庆师范大学
时间分数阶次扩散方程的无单元 Galerkin 法
Abstract | Introduction
时间分数阶次扩散方程作为传统扩散方程的推广形式，能够更好的描述缓慢扩散过程。该方程已被广泛用于描述复杂粘弹性流体、流变材料以及非均匀含水层中的异常扩散现象。由于分数阶导数的复杂性，时间分数阶次扩散方程的解析解通常是难以得到的。近年来已有许多传统数值方法被用于求解时间分数阶扩散方程。但目前针对时间分数阶次扩散方程的无网格方法研究相对较少，本报告主要介绍无单元Galerkin方法求解时间分数阶次扩散方程。首先通过使用L2-1_\sigma和快速L2-1_\sigma离散分数阶导数，并分析方法的稳定性；再通过无单元Galerkin方法得到离散代数系统，并分析全离散格式的收敛性。
胡泽森，男，重庆师范大学在读博士生
胡晋
中国工程物理研究院总体工程研究所
橡胶超弹性损伤的相场模拟
Abstract | Introduction
橡胶材料在工程应用中广泛存在，其断裂预测分析一直是研究的重点。本文旨在构建一个适用于橡胶材料的超弹性相场损伤模型。在并行显式有限元软件PANDA-Impact中，基于Ogden超弹性本构模型，将应变能密度分解为等容部分和体积部分，结合拉压分解相场方法，建立了一个适用于描述橡胶材料超弹性大变形的相场损伤模型。数值测试结果表明，本研究所建立的模型能准确再现橡胶材料从初始变形至断裂的全过程，验证了所提出模型的有效性与可靠性。
姓名：胡晋 单位：中国工程物理研究院总体工程研究所 专业：固体力学 研究方向：固体变形与破坏
