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科研 | 断裂相场法的发展历程及应用


交大密西根学院浓厚的学术氛围和前沿的科研活动让这里的师生始终站在科技创新的最前线。学院拥有一支强大的科研团队。他们不断探索,不断开拓,努力创造着引领业界并最终造福人类的科技梦想和创新成果。


为帮助公众揭开密院科研的神秘面纱,我们将陆续推出JI科研系列报道。让我们借助这些报道,走近密院,进入科技前沿的神秘世界。


本期密西根学院教师沈泳星以《断裂相场法简介》为题,从甲骨文开始,向与会师生介绍了断裂现象在我国史书上的记载,回顾了断裂力学作为一门学科的发展历程,阐明了断裂力学在工程问题中的重要性,并讲解了如何通过相场法来仿真模拟断裂现象。


断裂力学最初仅是象牙塔里的一门学问。在一系列生产实践中,断裂力学成为了工程中的重要工具。针对预测和防止裂纹的扩展的研究得到广泛重视,尤其在航空航天和航海领域中。

断裂相场法是断裂力学界的研究热点之一。相比较于传统的断裂仿真方法,断裂相场法引入了一个类似损伤变量的场(称为相场)来描述材料的不同状态,如完好无损的材料其相场为0,完全断裂则相场为1。相场法最大的优点在于不需要输入额外的断裂准则,就可以模拟裂纹的产生、扩展和分叉等现象。目前该方法已日趋成熟,被应用到薄壳体、锂电池、水力压裂等领域。沈泳星的课题组也在此领域做了大量的工作,其中一篇科研文章被《Web of Science》列为高被引论文。


此次讲座除吸引了近20名学院师生外,还吸引到来自同济大学的同学远道慕名参会,来自我校船舶海洋与建筑工程学院教师张振南和汪淳也参与了此次研讨会,并与沈泳星展开热烈讨论,现场气氛活跃。


沈泳星,2003年获得清华大学本科学位,2006年和2008年分别获得美国斯坦福大学硕士和博士学位。获得博士学位后留在斯坦福大学从事博士后研究工作。2011年到西班牙巴塞罗那加入加泰罗尼亚理工大学数值计算实验室任讲师、博士生导师。在巴塞罗那工作期间获得玛丽·居里事业融合基金资助。2014年回国加入交大密西根学院,同年获得自然科学基金青年基金项目资助,并入选第十一批“千人计划”青年组。

交大密西根学院微型研讨会(miniworkshop)是学院为促进学院内部研究人员间的科研交流与合作而推出的工作平台。我们将陆续介绍学院教师在科研领域方面的研究,敬请期待!             


交大密西根学院科研办公室


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