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报告题目：极限条件下材料热力学行为的研究与仿真计算

报告人：黎波  副教授

美国凯斯西储大学

时间：2020年7月30日上午09:00

报告人简介：

黎波，分别于2001年与2003年在北京航空航天大学获得学士与硕士学位，2004-2009年在加州理工学院航空系取得博士学位。2009-2013年任加州理工学院高等航空实验室research scientist与Powell-Booth计算科学实验室senior research scientist。2013至今在美国凯斯西储大学机械航空系任助理教授、副教授，是2014年NASA Glenn Fellowship以及2017年美国自然科学基金Early Career Award获得者。他主要研究内容为无网格计算方法，多尺度材料建模，固体力学，断裂力学，热流固耦合，金属增材制造，高性能计算等，作为第一与通信作者在JMPS，CMAME，IJNME，Int J. Impact，Int. J. Fracture，Mater. Sci. Eng., A ，Mech. Mater.，Struct. Multidiscip. Optim.等国际期刊上发表SCI文章30余篇。

报告摘要：

高效高精度预测材料在高温、高压、高应变率等极限热力学条件下的动态响应机制一直是计算科学的难点之一，其对计算方法、材料模型与高性能计算都提出了极大的挑战。本研究从多物理场强耦合与竞争机制，建立极限条件下材料动态响应的变分结构，通过最小化系统等效能量获得材料的变形、温度与相变以及断裂失效过程。同时针对极限条件下材料的超大变形、熔化气化、流固与热流固耦合、自由表面、多体接触、碎裂、层裂与碎片云等复杂物理现象的数值求解提出了一种热力耦合最优输运无网格方法(HOTM)。该计算框架的精度与性能将在三个案例中进行展示：（1）高应变率下陶瓷材料的强度及失效模式与介观结构之间的相关性；（2）空间站超高速撞击防护；（3）金属增材制造微观缺陷的成型与动态演化机制。数值模拟结果与实验测量结果基本一致，该研究对极限条件下材料热力学行为的研究提供了一定的理论与技术基础。