报告时间：2014年3月28日下午2:30
报告地点：北航新主楼C706会议室
报告题目：物质点法的理论、程序及应用
报告人：清华大学 张雄教授
报告内容简介：材料与结构在冲击爆炸载荷作用下的动态响应问题是一个几何、材料和边界条件均为非线性的多物理场强耦合问题，涉及高速、高压、高温、相变和化学反应，气体、液体和固体等多种物质间相互耦合甚至混合，材料不但会发生严重扭曲和破碎，还会融化甚至汽化。基于网格的拉格朗日法不但会由于网格严重畸变而产生数值困难，而且难以有效地模拟材料的破碎、融化和汽化等行为。欧拉法不存网格畸变问题，但不易处理材料界面，且非线性对流项也会导致数值求解困难。物质点法(Material Point Method, MPM)综合了拉格朗日法和欧拉法的优点，克服了各自的缺点，是冲击爆炸等涉及特大变形问题数值分析的有效方法。
该课题组近年来以冲击爆炸等涉及特大变形的动力学问题为背景，对物质点法进行了扩展，先后建立了物质点法的高效实现方案（如动态网格技术、移动网格技术、局部多重背景网格接触算法）、改进的物质点接触算法、自适应物质点法、并行物质点算法、物质点有限元法、杂交物质点有限元法、耦合物质点有限元法、自适应物质点有限元法、物质点有限差分法等，并在算法研究的基础上，基于C++、Qt、VTK、CMake、OpenMP和MPI开发了可运行于Windows、Linux和Mac OS等多种平台上的三维显式并行物质点法数值仿真软件MPM3D®，应用于超高速碰撞、侵彻、爆炸、边坡失效、金属切削、流固耦合等问题中。
本报告将简要介绍物质点法的基本理论，着重介绍本课题组近年来针对超高速碰撞、侵彻和爆炸等涉及特大变形的问题在物质点法的算法、软件开发和应用等方面的研究工作和成果。
报告人介绍：张雄，现任清华大学航天航空学院教授。1992年7月于大连理工大学获博士学位，1992年8月~1994年5月在成都科技大学（现四川大学）从事博士后研究，1994年6月到清华大学工作，先后任助研、副研（1994）、教授（2003）、博士生导师（2004），期间赴加拿大维多利亚大学、英国曼彻斯特理工大学和香港大学从事合作研究或学习。
2004年入选教育部首批新世纪优秀人才支持计划，获教育部自然科学奖二等奖（2009，第一获奖人）和一等奖（2008，第六获奖人）、北京市教育创新标兵（2003）、北京市高等教育教学成果奖二等奖（2004）、ICACM Fellows Award（2011，台北）、清华大学教学成果奖一等奖（2012）、清华大学青年教师教学优秀奖（2002）和清华大学优秀教学软件一等奖（2005）等奖励。现兼任中国力学学会计算力学专业委员会委员、北京振动工程学会副理事长、International Journal of Mechanics and Materials in Design 副主编、International Journal of Computational Methods编委、Coupled Systems Mechanics 编委、ActaMechanicaSolidaSinica编委、HKIE Transactions国际顾问、计算力学学报编委、计算机辅助工程编委、国际华人计算力学协会（ICACM）常务理事。
近年来主要从事计算力学基本理论、数值方法及其在科学与工程中的应用等方面的研究工作，尤其是强冲击载荷作用下材料与结构力学行为的多尺度、多种介质、多物理场耦合数值分析方法的研究，建立了一类精度高、稳定性好的新型高效无网格法，并研发了冲击爆炸三维物质点法并行数值仿真软件MPM3D®和三维显式有限元物质点法仿真软件FEMP3D®。已出版专著2部、教材3部，发表论文120余篇，其中被SCI收录50余篇，一篇论文入选2012年度中国百篇最具影响国内学术论文。
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