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力学家访谈录:冯志强教授

来源: 作者: 时间:2022-04-30 

2022年4月29日14:30,由西安建筑科技大学力学技术研究院(IMT)开展的力学家访谈,在IMT成功进行。本期访谈的嘉宾是西南交通大学冯志强教授。

访谈掠影

力学家访谈源于对力学家的致敬,希望以访谈的形式请他们分享自己的学术成果、科研心得、新思想,以此激励学生的科学研究激情。采访内容如下:

问:随着有限元的技术应用的不断发展,从单一计算向多物理耦合场,线性问题到非线性问题,有限元软件的集成,交互界面的优化。在您看来,未来的有限元会朝什么方向发展呢?

答:我们在三十多年的有限元领域积累中,深刻认识到有限元在几个方面有较大的发展前景,其中之一是材料层面的多尺度方法,模拟微细观尺度对宏观材料性能的影响;其二是结合多方法,如粒子方法,可以有效的拓展有限元解决的问题范围;其三是可以在基于物理的虚拟现实方向拓展有限元,这方面的工作我们也在进行;最后是结合有限元与刚体动力学共同模拟分析,这样既解决了纯采用刚体动力学模拟造成的粗糙,也解决了单纯使用有限元模拟造成的巨大计算成本

问:有限元的学习离不开数学理论,计算算法的相关知识。对于致力于该领域钻研的学生,您有什么好的建议吗?

答:对于力学方向的学生,数学的基础和数学理论是最基本的知识结构,比如本构关系理论的建立需要学生具有坚实的数学基础和知识,需要对张量分析、连续介质力学的数学知识和力学理论有清晰的认识和深刻的理解,不但需要学会,更加需要会用,这为力学的学生提出了较高的要求

问:分形几何的发展在近年来呈现出蓬勃的姿态,已经在很多领域取得了进展,在有限元领域,特别是有限元建模方面,您认为二者能否结合发展解决更多的问题?

答:对于分形几何这种重复性或对称性的数学特点,我想到两点,其中一点是对于快速建模方面的应用,比如现在经常研究的超材料的几何特征,采用分形几何加快材料建模方面的工作,其次是对于材料的模拟,尤其是跨尺度下的材料基因,分形几何有可能提供一个好的思路。

问:灵活的科学程序在科研中非常重要,但开发一个新的程序并不容易,您在程序开发中有什么好的经验可以分享吗?

答:程序开发非常不容易,在这方面的开发一定需要有很强的兴趣,需要长久的坚持,从我的经验来说,从学术上的研究到真正工业上的应用需要很长时间,是一个从零到一,从一到一百的过程,唯一不变的就是坚持。

问:相对于实验和理论分析,单纯有限元计算的论文往往认可度不高,对于此您有什么好的建议?

答:单靠计算,如果使用的商业软件,也许计算的结果很漂亮,但可能认可度不高,纯粹计算确实不容易,但对于问题有深刻认识,对于理论有深刻的分析,也能做出值得认可的论文,尤其审稿人对问题是很熟悉的,很清楚能看到你工作的重要性;其次对于有限元计算速度方面的提高,也能为我们提供一个很好研究方向。

问:结合您的学术成长经验,您对现在研究生研究方向等方面有怎样的建议?

答:研究生选题一定要思考题目是否对将来有用,需要考虑到将来很多年的发展,最好高瞻远瞩,这样才能体现自己的科研价值,其次需要对自己有一个很好的认识,最好了解自己的长处和优势,这样才能有的放矢。


采访人:李蒙

撰稿人:李蒙