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第三届国际计算力学前沿研讨会在北京大学举行

2015年9月19-20日,第三届国际计算力学前沿研讨会在北京大学工学院顺利举办。包括国际计算力学学会主席、美国Northwestern University W. K. Liu教授,国际计算力学学会常务执行委员、北京大学袁明武教授,中国计算力学学会主席、清华大学庄茁教授,新加坡计算力学学会主席、西安交通大学刘子顺教授在内的30多名国内外知名专家、学者齐聚一堂,共同探讨计算力学的前沿、热点与难点问题。


W. K. Liu教授作学术报告

 

本次国际计算力学前沿研讨会围绕三个主题展开:1)计算力学领域的创新方法与应用,2)非常规油气开采过程中的计算力学问题,3)智能制造与设计中的计算力学方法与软件。

随着计算机硬件与软件环境的飞速发展,数值模拟已经日渐成为研究和解决工程与科学问题的主要手段。计算力学作为力学学科的重要分支,相关的先进计算方法与技术不断涌现。在本次研讨会中,围绕计算力学领域的创新方法与应用这一主题,多位学者从不同领域、不同尺度介绍了众多的创新计算方法与应用。例如,W. K. Liu教授详细介绍了分数阶导数的基本概念,阐述了分数阶导数与无网格方法的关联,从数学理论上进一步完善了无网格方法。兰州大学周又和教授系统介绍了该课题组针对非线性边值问题的提出的小波理论封闭求解方法,中船重工702所褚学森高级工程师展示了基于LBM方法的自由液面多相流动的研究进展与在国防水动力学领域的众多应用,北京大学曹国鑫研究员基于分子动力学等数值模拟技术,阐释了二维材料无基底压痕下的力学行为。北京航空航天大学郭早阳教授发展了一种非常适合并行计算的大增量有限元方法,北京应用物理与计算数学研究所田荣研究员介绍了一种无广义自由度、线性独立的扩展有限元方法,大连理工大学张桂勇教授介绍了光滑点差值方法的基本理论、差值方法与工程应用,北京大学刘谋斌研究员介绍了对耗散粒子动力学(DPD)方法的改进及在介观液滴动力学、多相流动及细胞运动与变形等多方面的应用。

随着世界经济的发展,对能源与资源的需求不断增加。地表化石燃料不断枯竭,页岩气、页岩油与水合物等非常规油气资源有望成为未来主要的能源供应来源。而页岩气、页岩油与水合物等非常规油气资源的勘探与开采都涉及众多的关键力学问题与计算技术。在本次研讨会中,围绕非常规油气开采过程中的计算力学问题这一主题,清华大学庄茁教授从页岩本构、页岩压裂的扩展有限元方法、裂隙网络与流动耦合技术,到水力压裂数值模拟软件的开发与应用等多方面,系统阐述了页岩油气开采过程中的诸多关键计算力学问题。美国Colorado School of Mine 石油工程系X. L. Yin教授详细介绍了该研究团队在油气开采过程中涉及的多孔介质中多相流动数值模拟技术的最新研究进展,中国科学院力学研究所袁泉子副研究员介绍了该课题组在水力压裂、页岩气吸附/输运和CO2驱替页岩气的数值模拟技术与微观机理,北京大学工学院Sanbai Li同学­展示了一种适合研究非常规油气资源的热-水动-机械耦合模型。

面对新一轮工业革命来袭、德国‘工业4.0’、美国‘工业互联网’等战略相继推出的时代背景,我国也明确提出了《中国制造2025》,推行数字化与智能化制造。为了提高产品设计能力,必须推广应用先进设计技术,开发设计工具软件,构建设计资源共享平台。本次国际计算力学前沿研讨会也围绕智能制造与设计中的计算力学方法与软件进行了卓有成效的研讨。例如,哈尔滨工程大学段文洋教授针对船舶与海洋工程领域的系列关键力学问题(耐波性、操作性、空化、噪声、水动力学尺度效应等),阐述了数值水池的必要性与可行性,有望为船舶与海洋结构物的数字化设计与智能制造提供指导和服务。浙江大学郑耀教授针对航空航天领域的需求,提出了高端数字样机的概念,开发了网格生成、问题求解与可视化全部并行的数值模拟软件平台,可以应用于空天飞行器的数字化设计与智能制造。重庆大学唐山教授介绍了一种基于固体软物质的多尺度模拟设计方法,可以应用于生物、化工及制药等领域广泛应用的固体软物质的数值化设计。

现代工程与科学的发展往往需要大量高水平智力的输入。在本次研讨会的结束评论中,国际计算力学学会主席W. K. Liu教授一方面对本次研讨会的成功举办表示了祝贺与感谢,另一方面也明确指出,计算力学乃至整个力学科学与工程的发展,需要各方面科研人员的努力合作与协同创新。

本次国际计算力学前沿研讨会由北京大学力学与工程科学系、北京大学应用物理与技术研究中心以及北京大学湍流与复杂系统国家重点实验室主办。

 


 

 

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