2022年2月17日-18日,力学技术研究院师生参加了名为“跨尺度计算理论与实践”的线上课程。该课程是跨流域空气动力学重点实验室主办,北京大学名师团队专门设计的2022年首期精品课程。南非科学院院士,力学技术研究院院长、首席科学家孙博华教授叮嘱学生要完整观看,做好笔记。
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17日上午,第一个授课人康炜副教授讲了“引论和准备知识”。在一开始,康老师就提纲挈领地指出第一性原理的世界观和几个常见误区,而后通过理想气体的例子向我们说明了宏观规律的信息维度。康老师指出,时间尺度的分离是绝热近似,空间尺度的分离是屏蔽效应,并且介绍了粒子轨迹和场的相互关系。最后对经典的布朗运动进行建模,生动地体现了多尺度基本概念。
第二个授课人是陈默涵助理教授,他的题目是“密度泛函方法”。陈老师的讲座分为三部分:用量子力学描述电子、密度泛函理论基础和密度泛函算法和软件。陈老师首先介绍了密度泛函的概念和理论背景,然后说明了量子力学五大公设。用氢分子结合能的多电子波函数描述方法来向听众说明多电子系统应如何描述,并且引入了波恩-奥本海默近似和Hartree近似。最后向大家介绍了DFT软件ABACUS。
17日下午,康炜副教授做了题目为“分子动力学方法及其多尺度拓展”的讲座。分子动力学方法主要有:Verlet算法、粒子间的相互作用势、分子动力学和流体力学的连接(纳米尺度的流体力学)和冲击波界面的非平衡效应。
第三个授课人唐少强教授作了“固体多尺度方法例说”的讲座。主要内容包括:两类多尺度问题,并发多尺度方法中的数值均匀化问题和交互多尺度方法。讲解了一维和高维问题,介绍了碳纤维复合材料的例子。
18日上午,由陈默涵助理教授授课,题目是“人工智能在力场生成和化学反应中的应用”。主要内容包括人工智能简介、机器学习与分子模拟、从描述子到总能量的深度学习、主动学习方法生成势函数和应用举例。
第四个授课人是赵耀民助理教授,授课题目为“湍流数值模拟与机器学习建模”。赵老师首先介绍了自己的求学经历和研究方向,然后从湍流多尺度与数值模拟方法、机器学习辅助湍流建模和机器学习方法在流体力学中的应用三方面展开讲解。赵老师向大家讲明了湍流的概念,介绍了多种计算模型,并且提出了主要挑战及目标。
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18日下午,迎来了第五个授课人袁子峰助理教授,主讲题目是“长程关联的处理与复合材料多尺度计算”。袁老师在作了简要的自我介绍后,就开始了正式地讲课。本堂课的主要内容有研究背景、基于渐进展开的多尺度方法、工程应用举例、从多尺度方法到工业软件和总结。
经过为期两天的课程的学习,我院师生开拓了眼界,积累了知识。各位青年才俊不仅掌握了经典的理论,而且能与时俱进,结合现代热门的计算机技术来为自己的课题服务,非常值得我们学习。
撰稿人:黄 英
审稿人:张振子