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美国西北大学知名教授W.K.Liu莅临我校讲学

作者:李增  

发布者:  

审核人:  

日期 : 2014-12-12

2014年12月9日上午九点整,来自美国西北大学机械工程系Walter P Murphy讲席教授,国际计算力学协会(IACM)主席,美国理论与应用力学国家委员会(USNCTAM)主席,美国机械工程师协会(ASME)纳米工程委员会创会主席,ASCE、ASME、USACM、AAM、IACM等学会会士Wing Kam Liu博士应重庆大学土木工程学院和现代力学中心邀请,在我校B区二综208教室做了题为“Progress of Meshfree Methods: the Path to the Unification Theory”(无网格法的发展:通向统一理论之路)的学术报告。报告由中国工程院院士、我校土木工程学院荣誉院长杨永斌教授主持。
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Wing Kam Liu教授先从一张表格出发,简单却清晰地对比分析了几种不同数值分析方法的特点及优缺点,包括熟知的有限元法(FEM)、再生核质点法(RKPM)、再生核单元法(RKEM)、等几何法(Isogeometric Method)以及新兴的基于状态的近场动力学方法(State-based Peridynamics)等。紧接着,他从数学公式的推导过程中回顾了RKPM、RKEM及等几何法在使用过程中的局限性,从而得出:数值计算方法正朝着强形式(Strong Form)的趋势发展,因为计算效率更高,但同时必须提高计算结果的精度和稳定性。
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随后,Wing Kam Liu教授开始讲述报告的第二部分内容——无网格粒子法(Meshfree Particle Methods)的介绍。这部分内容又分成三个小部分,分别是再生核连续体动力学(Reproducing Kernel Continuum Dynamics)的介绍、核函数构造(Kernel functions construction)以及无网格粒子法的多样化应用(Multiple Applications)。他举了许多工程计算的实际例子,并用大量电脑模型、视频等图文并茂、生动形象地说明了这些应用的可行性及其带来的便利。紧接着,他又为我们介绍了如何利用多项式基函数(Polynomial Basis)来达到大部分已有离散化无网格法的统一,并最终回到开始的那张表格,得出使用无网格法可能得到最优解的结论。同时他也阐述了其中存在的挑战及困难,并邀请在场的专家老师及同学们为之共同努力。最后,Wing Kam Liu教授耐心且针对性地解答了一些专家和同学的疑惑,在一片掌声中结束了自己此次的报告。
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尽管此次报告的时长不过一个半小时,但是Wing Kam Liu教授谦逊严谨的研究态度及清晰幽默的讲学风格却给笔者留下了深刻印象。他在引用基本的数学公式时,不时拿起粉笔在黑板上勾勾写写;在提及无网格法(Meshfree)中的free命名时思维延伸到生活中的免费消费(money free),引得在场师生轻松一笑;在繁杂的数学推导页面上果断跳过,又在工程实际应用中不断加以补充;报告结束后,他又与对其研究感兴趣的学生进行了更深入的交流讨论。