一、出訪國家、任務、行程
應第15屆美國計算力學大會主席德克薩斯州大學奧斯丁分校石油、地理信息工程系、航空工程系和工程力學系約翰?福斯特爾副教授邀請,建設工程學部胡志強副教授于2019年7月27日至8月2日赴美國奧斯丁市參加第15屆美國計算力學會議。
具體行程如下:
7月27日從大連出發去北京,18:40從北京出發,于美國時間7月27日晚到達美國奧斯丁市;
7月28日(美國時間),參加會前課程和注冊報到;
7月29日~7月31日(美國時間),參加會議并做了分會場口頭報告;
7月31日晚(美國時間)離開奧斯丁市回國;
8月2日早(北京時間)到達北京,當天返回大連
二、會議介紹
美國計算力學大會由美國計算力學學會主辦,是該學會的主題會議,每2年舉辦一次,今年的會議在美國德克薩斯州奧斯丁市舉行,協辦單位是德克薩斯州立大學奧斯丁分校,該校是美國和國際計算力學和計算數學領域的高水平研究單位。這次大會是美國計算力學專家、學者、學生進行學術成果交流的高水平學術會議,同時也將吸引很多來自歐洲、亞洲等其他地區的學者參會、交流。
此次會議將針對近年來數值計算方法在力學、工程、應用科學等領域的最新進展,為計算力學、工程等領域的學者提供了全面交流的機會,并為學者們開展多學科交叉研究提供合作機會。會議主題包括:各種數值計算方法、計算生物力學、計算流體力學、結構材料損傷破壞分析、誤差分析、離散方法、流體力學問題、高性能計算、流固耦合和接觸問題、多尺度問題、優化和分析、結構穩定性和動力學、大數據驅動模擬等。
三、經費來源和預算
本次出訪費用從學校國際化基金、國家重點研發計劃的課題支出。
四、開會總結
本次大會共有4個主題報告,6個半大會報告,大約80個專題會議。本人聽取了3個大會報告,和2個半大會報告,以及斷裂力學、接觸力學、等幾何分析等多個專題的學術報告。
7月30日上午,我在Computational Modeling of Embedded or Contact Interfaces專題組上,做了題為“Applications of B-differential Equations Method for the Contact Problems with Non-matching Meshes(B-可微方程組方法在非匹配網格接觸問題中的應用)”的報告,針對求解接觸問題的Mortar方法、數學規劃算法與做報告的學者們進行了較為交流和學習,了解了目前接觸問題求解技術的最近進展。
本次大會中,多個大會和半大會主題報告聚焦于材料破壞、斷裂過程的模擬,如4個大會報告,2個報告與這一內容有關,伊利諾伊州大學香檳分校的C. Armando Duarte教授對廣義有限元在模擬水力劈裂中的應用進展做了詳細介紹,德克薩斯大學奧斯丁分校Mary Wheeler教授對孔隙介質中的裂紋發展的數值計算方法(相場方法)及工程應用做了詳細介紹;在6個半大會報告中,有2個報告與這一內容有關,如Sandia實驗室的Stewart Silling教授,作為Peridynamic方法的創始人,做了題為“The First Twenty Years of Peridynamics”的報告,將該理論在模擬介質從連續到非連續變形過程的應用做了非常詳細的總結;Sandia實驗室的Michael Tupek教授對相場理論、粘聚裂紋模型、Peridynamic方法等斷裂過程的數值模擬方法進行了詳細的比較。
在半大會報告中,Vanderbilt 大學的Caglar Oskay教授還介紹了復雜建筑材料的物理力學特性的多尺度模擬技術的進展。
在材料破壞的數值模擬方面,我主要聽取了廣義有限元方法、相場方法相關的應用。多位學者針對利用廣義有限元進行裂紋尖端應力強度因子的計算提出了很多簡便、高效的計算方法,而且針對復雜裂紋的擴展模擬也有一些較為適用的觀點。如通過聽取報告和面對面交流,我了解到采用節點位移求解應力強度因子,計算值較為穩定,不易受到網格尺寸的影響。相場模型在模擬裂紋擴展時,可采用連續介質的方法,較好地解決裂紋面跟蹤的問題,適于三維裂紋擴展的模擬。
在等幾何分析方面,我了解了如何針對復雜結構形體構造適于分析的NURBS函數方法。
總之,本次會議上,各國學者們的高水平報告對本人目前正在開展的混凝土大壩在地震作用下損傷、斷裂發展過程數值模擬方法、拱壩NURBS建模研究提供了很多好的思路和有效的方法。