【预告】广东省计算数学学会2020年会

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为了推动广东省计算科学的发展，加强计算科学人才的培养，促进计算科学研究人员之间的交流与合作，广东省计算数学学会、广东省高性能计算学会、广东省计算科学重点实验室定于2020年12月19日至20日举办“广东省计算数学学会2020年会”。

广东省计算数学学会2020年会由广东省计算数学学会主办，广东省高性能计算学会、中山大学广东省计算科学重点实验室协办，于2020年12月19日09:00开始，连续两天，授权蔻享学术进行网络直播。

会议日程

特邀报告嘉宾

01

主   题：A Coupled Multi-Physics Model and a Decoupled Stabilized Finite Element Method for Closed- Loop Geothermal System主讲人：何晓明单   位：美国密苏里科学技术大学

报告摘要

We propose and analyze a new coupled multi-physics model and a decoupled stabilized finite element method for the closed-loop geothermal system, which mainly consists of a network of underground heat exchange pipelines to extract the geothermal heat from the geothermal reservoir. The new mathematical model considers the heat transfer between two different flow regions, namely the porous media flow in the geothermal reservoir and the free flow in the pipes. Darcy's law and Navier-Stokes equations are considered to govern the flows in these two regions, respectively, while the heat equation is coupled with the flow equations to describe the heat transfer in both regions. Furthermore, on the interface between the two regions, four physically valid interface conditions are considered to describe the continuity of the temperature and the heat flux as well as the no-fluid-communication feature of the closed-loop geothermal system. In the variational formulation, an interface stabilization term with a penalty parameter is added to overcome the difficulty of the possible numerical instability arising from the interface conditions in the finite element discretization. To solve the proposed model accurately and efficiently, we develop a stabilized decoupled finite element method which decouples not only the two flow regions but also the heat field and the flow field in each region. The stability of the proposed method is proved. Numerical experiments are provided to demonstrate the applicability of the proposed model and the accuracy of the numerical method.

报告人介绍

何晓明，美国密苏里科学技术⼤学副教授。主要的研究领域是计算科学与工程。研究问题主要包括界面问题，计算流体力学，计算电磁学，非线性偏微分方程，随机偏微分方程，控制问题等。他将计算数学与实际工程应用问题结合起来，在科学计算和应用领域做了大量的工作，在国内外学术期刊发表学术论⽂60余篇。2002年和2005年在四川大学数学学院获学士学位和硕士学位，2009年在弗吉尼亚理工大学数学系获博士学位，2009年至2010年在佛罗里达州立大学作博士后。2010年至2016年在美国密苏里科学技术大学任助理教授，2016年晋升为副教授，并获终身教职。担任计算数学领域国际期刊International Journal of Numerical Analysis & Modeling的编委，是多个著名国际学术期刊特刊的Guest editor。2014-2016年担任SIAM Central States Section第一任主席和前两届年会的组织委员会主席。2019年起担任Midwest Numerical Analysis Day的执⾏委员会委员。

02

主   题：偏微分方程反问题高性能计算方法研究与交叉学科中的典型应用主讲人：衡益单   位：中山大学

报告摘要

求解不适定反问题是科学与工程领域的普遍需求。当前，新型不适定反问题（譬如观测数据多维瞬态、真实解具有特殊的性质或者不同的尺度等）普遍多耦合、计算规模巨大，亟需我们研发新的计算方法。报告人基于天河二号超算系统进行大规模偏微分方程反问题求解方面的算法研究，开展应用与计算数学、超级计算、化学工程、工程热物理以及环境与大气科学等交叉学科领域的研究和应用。主要汇报内容：核心数学问题与共性研究、池沸腾强化传热机理研究及应用、反渗透淡化组件优化设计、大气污染物动态源项识别及输送模拟等方向进展，以及在此基础上基于模型的实验分析及优化设计、多物理场仿真工业计算软件开发等科研探索。

报告人介绍

衡益，中山大学计算机学院教授、博导，长期从事基于应用与计算数学的交叉科学研究。师从“莱布尼兹奖”得主、国际著名交叉学科专家Wolfgang Marquardt院士，于2011年获得德国“精英大学”亚琛工业大学自然科学博士学位（方向：计算工程科学、过程系统工程）。留德期间获“国家优秀自费留学生奖”。曾任职于德国亚琛工业大学、德国亥姆霍兹联合会于利希国家实验室（超算中心、对流层科学研究所），参与欧盟哥白尼计划、德国国家科学基金会等国家级项目5项（主要研发人员）。现为国家超级计算广州中心、广东省计算科学重点实验室核心成员，兼任中科院分区综合性1区TOP期刊Science Bulletin工作委员会委员，广东省计算数学学会常务理事等职务。报告人主要科研方向为“大规模偏微分方程反问题计算方法及在交叉研究中的多物理场仿真应用”，2016年和2019年分别在气象海洋环境、工业仿真与智能制造领域获“天河之星”超算优秀应用奖和入围奖，在应用数学、力学、地球科学和工程技术等重要期刊发表论文近40篇。在国际反问题工程大会、国际超算大会、国际传热大会、美国化学工程学会大会、全国反问题年会、全国工程热物理学会传热传质学术会议等国内外重要学术会议上发表成果30余项。

03

主   题：计算流体力学的时空观：模型的时空关联性及算法的时空耦合性 主讲人：李杰权单   位：北京应用物理与计算数学研究所

报告摘要

流体力学中波的有限传播、粒子的碰撞、各种力之间相互作用，无不体现时空关联效应。本文以计算方法的视角探讨计算流体力学的时空观，即流体力学模型的时空关联性，计算方法的时空耦合性。从流体力学微团法建模出发，明确模型时空关联性的涵义，建立有限体积格式的基本原理，阐述算法时空耦合的必要性，实现流体力学基本控制方程物理建模与有限体积格式数学原理的统一。在实践中，给出时空耦合高精度数值方法设计思路，利用算例比较它与时空解耦方法的差别。期望通过时空观的建立，对未来计算流体力学的算法研究提供帮助。

报告人介绍

李杰权，北京应用物理与计算数学研究所研究员，北京大学应用物理与技术中心兼职教授。分别在北京师范大学和中国科学院数学研究所获得硕士和博士学位，曾任首都师范大学和北京师范大学教授，并在以色列希伯莱大学、德国马格德堡大学和美国斯坦福大学等十余所国际著名学术机构做访问教授。主要研究领域包括计算流体力学、偏微分方程理论和数值分析，在应用和计算数学的学术刊物上发表论文70余篇，在朗文 (Langman) 出版社出版英文专著1部，多次受邀在国际会议上作大会邀请报告。

04

主   题：A Hermite WENO Method with Modified Ghost Fluid Method for Compressible Two-Medium Flow Problems主讲人：邱建贤单   位：厦门大学

报告摘要

In this presentation, we present a novel approach by combining a new robust finite difference Hermite weighted essentially non-oscillatory (HWENO) method with the modified ghost fluid method (MGFM) to simulate the compressible two-medium flow problems. The main idea is that we first use the technique of the MGFM to transform a two-medium flow problem to two single-medium cases by defining the ghost fluids status based on the predicted interface status. Then the efficient and robust HWENO finite difference method is applied for solving the single-medium flow cases. By using immediate neighbor information to deal with both the solution and its derivatives, the fifth order finite difference HWENO scheme adopted in this paper is more compact and has higher resolution than the classical fifth order finite difference WENO scheme of Jiang and Shu. Furthermore, by combing the HWENO scheme with the MGFM to simulate the two-medium flow problems, less ghost point information is needed than that in using the classical WENO scheme in order to obtain the same numerical accuracy. Various onedimensional and two-dimensional two-medium flow problems are solved to illustrate the good performances of the proposed method.

报告人介绍

邱建贤，厦门大学数学科学学院教授，博士生导师，闽江学者特聘教授，国际著名刊物J. Comp. Phys. (计算物理) 编委。从事计算流体力学及微分方程数值解法的研究工作，在间断Galerkin (DG) 、加权本质无振荡 (WENO) 数值方法的研究及其应用方面取得了一些重要成果，已发表论文一百多篇，主持国家自然科学基金重点项目和联合基金重点支持项目各一项，参与欧盟第六框架特别研究项目，是项目组中唯一非欧盟的成员，多次被邀请在国际会议上作大会报告。

05

主   题：A Nonnested Augmented Subspace Method for Eigenvalue Problem主讲人：谢和虎单   位：中国科学院数学与系统科学研究院

报告摘要

In this talk, we will introduce a type of nonnested augmented subspace for solving eigenvalue problems with curve interface. Based on the nonnested augmented subspace, a type of nonnested multilevel correction method can also be designed for the eigenvalue problems. The augmented subspace can transform the high dimensional eigenvalue problem solving into the solution of the linear boundary value problem and small scale eigenvalue problem solving. Since there is no high dimensional eigenvalue problem solving, the augmented subspace method improves the overfull efficiency for solving the eigenvalue problems. In this talk, we will introduce the method, the corresponding analysis and some numerical tests.

报告人介绍

谢和虎研究员现任职于中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所，主要从事偏微分方程数值算法、特征值问题、有限元方法、积微分方程数值算法等研究。他于2003年在北京大学数学科学院获得理学学士学位，2008年在中国科学院数学与系统科学研究院获得理学博士学位，同年在中国科学院数学与系统科学研究院开始工作。2009年至2010年在德国马格德堡大学从事博士后工作。2012年入选中国科学院数学与系统科学研究院“陈景润未来之星”计划。2015年荣获《中国科学：数学（英文版）》第二届优秀论文奖。研究成果入围2015年中国科学院数学与系统科学研究院十大科研进展。目前已在国内外学术期刊上发表八十余篇论文。

06

主   题：Phase Retrieval for Sparse Signals主讲人：许志强单   位：中国科学院数学与系统科学研究院

报告摘要

Phase retrieval is active topic recently. The aim of this talk is to introduce our work on phase retrieval for sparse signals. Particularly, we build up the theoretical framework for the recovery of sparse signals from the magnitude of the measurement. We show that one can employ L1 minimization to stably recover 𝑘-sparse signals from 𝑚 ≤ 𝑂(𝑘log 𝑛/𝑘) Gaussian random quadratic measurements with high probability. This is a joint work with V. Voroninski, Y. Wang and Y. Xia.

报告人介绍

许志强，中国科学院数学与系统科学研究院研究员。研究领域包括逼近论、计算调和分析、数值分析，尤其对采样理论，压缩感知，框架理论以及相位恢复等领域感兴趣。一方面，他将纯粹数学中的研究方法引⼊到计算调和分析，系统发展了相位复原的代数簇方法，从而在信号量化、压缩感知和相位复原等⼀些困难问题得到实质性进展；另一方面，将逼近论中样条函数和代数多面体理论相结，从而解决了多个猜想和公开问题。其研究成果发表在多个领域的顶尖期刊上，如Journal of The European Mathematical Society （基础数学），Applied and Computational Harmonic Analysis （计算数学），IEEE Transactions on Information Theory （信息论）。他主持多项国家自然科学基金。

07

主   题：增强现实 (AR) : AI+3D+5G时代的下一个爆点主讲人：姚剑单   位：武汉大学

报告摘要

人工智能 (AI) 在一维（文本、语音）和二维（图片、视频）上都有较为成熟的技术和应用，在三维 (3D) 上的技术当前和未来研究的重点。AI 赋能3D技术，加上5G通讯高速率、低延时的加持，以及巨大的市场规模和移动端带有3D传感器的消费级产品的规模化应用，使得增强现实引发了学术界、工业界的关注和资本的热捧，可以预见，增强现实 (AR) 将成为AI+3D+5G时代的下一个爆点，必将引爆全新的社交、商业和娱乐模式。AR技术具有一定技术门槛。3D内容（AR物件）的生产依托于CG技术或难度更高的三维重建技术（SFM+MVS、三维扫描重建），3D内容与现实场景的交互则依托于定位与建图技术、3D Mesh重建技术、智能识别（平面检测、目标识别、手势识别）技术。虽然当前AR算法仍面临鲁棒性、速度和动态场景的挑战，但越来越多的研究者和业界公司投入了AR算法研究，致力于研发To B和To C的AR平台、产品、App，可以预见，增强现实 (AR) 将以全新的交互模式提供更优化、智能的生活体验，必将引爆全新的生活方式。

报告人介绍

姚剑，武汉大学教授，博士生导师，中组部第4批国家重大人才工程青年学者入选者，湖北省“楚天学者”特聘教授，武汉大学遥感信息工程学院学科带头人，武汉大学3D大数据人工智能创新研究中心主任。近年来，在国际权威期刊和CVPR, ECCV, ICRA, IROS等国际顶级学术会议上发表论文130余篇，申请国家发明专利70余项，授权国家发明专利30余项，实用新型专利授权10余项，软件著作权授权10余项。自加盟武汉大学即创建成立计算机视觉与遥感实验室。目前主要研究方向包括计算机视觉、人工智能、智能机器人、3D技术等。

08

主   题：Convergence and Optimality of Adaptive Modified Weak Galerkin Method for Second Order Elliptic Problem主讲人：钟柳强单   位：华南师范大学

报告摘要

The convergence and optimality of adaptive modified weak Galerkin(AMWG) method for second order elliptic problem is considered. Under the assumption of a penalty parameter, by using reliability of error estimator, comparison of solutions and reduction of error estimator, the sum of the energy error and the scaled error estimator, between two consecutive adaptive loops, is proved to be a contraction, namely AMWG is convergent. Furthermore, the geometric decay and the equivalence of classes are instrumental in deriving the optimal cardinality of the AMWG. Numerical experiments are implemented to support the theoretical results.

报告人介绍

钟柳强，华南师范大学数学科学学院教授、博士生导师。从事偏微分方程的数值求解中的多水平法的设计分析、自适应有限元法理论及其应用。曾获得第14届国际数值分析-Leslie Fox奖、第14届美国多重网格法铜山会议论文竞赛奖和全国优秀博士学位论文。先后主持四项国家自然科学基金项目和多项省部级科研基金项目。在Math. Comp., SIAM J. Numer. Anal., Numer. Linear Algebra Appl.和中国科学-数学等国内外期刊发表系列论文。

编辑：王茹茹

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