电子科技大学数学学院博士生吴伟在Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering发表研究成果
文章导读
你知道表面活性剂如何改变液滴在固体表面的“走位”吗？这篇论文提出了一种全新的保结构数值方案：把原本难解的非线性耦合PDE系统，转为一系列带凸目标与线性约束的优化问题，并用预处理原始-对偶混合梯度算法高效求解。作者基于Wasserstein梯度流和最优输运的变分格式，既保证了物理结构，又在数值实验中展示了高精度与高效能，进一步揭示了表面活性剂对接触角、薄膜润湿/去润湿动力学的具体影响。想了解方法原理、算法细节与关键数值结果的读者，这篇文章不可错过。
— 内容由好学术AI分析文章内容生成，仅供参考。
近日，数学科学学院博士研究生吴伟、研究员魏朝祯与南方科技大学副教授张振合作，在计算力学权威期刊《Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering》在线发表学术论文“Primal-dual splitting methods for phase-field surfactant model with moving contact lines”。电子科技大学数学科学学院作为论文第一单位，博士研究生吴伟为第一作者，导师魏朝祯研究员为通讯作者。
表面活性剂对液滴在固体表面上的动力学行为有重要影响，因此在工业上有着广泛的应用前景，本文针对具有移动接触线的相场表面活性剂模型（PFS-MCL）提出了新型保结构算法，并研究了含表面活性剂的复杂液滴动力学行为。由于PFS-MCL模型呈现为具有非线性退化迁移率的耦合梯度流系统，对其设计高效稳定且保持重要物理性质的数值算法颇具挑战。本文利用Wasserstein梯度流的最小化运动格式和最优输运理论，提出了一种新的保结构变分格式。与经典数值方法不同，该方案将求解非线性PDE系统的问题转化为一系列具有凸目标函数和线性PDE约束的优化问题，并提出了预处理原始对偶混合梯度算法进行高效求解。本文通过一系列的数值实验验证了所提出数值格式的准确性、高效能和保结构特性，并进行数值模拟研究了表面活性剂对接触角以及薄膜润湿和去润湿动力学的影响。
魏朝祯为校“百人计划”特聘研究员，四川省、成都市特聘青年专家，博士生导师。本科毕业于四川大学数学与应用数学基地班，博士毕业于美国纽约州立大学水牛城分校，先后在香港科技大学、美国伍斯特理工学院从事博士后研究。主要从事计算数学与材料科学的交叉研究工作，研究方向包括晶体材料和生物组织相关问题的多尺度数学建模、数值方法及其应用。相关成果已发表于Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., Found. Comput. Math., SIAM J. Num. Anal., SIAM J. Appl. Math., J. Math. Biol., J. Mech. Phys. Solids，Proc. R. Soc. A等计算数学与交叉学科的权威期刊。
论文链接：https://doi.org/10.1016/jNaNa.2025.118670
© 版权声明
本文由分享者转载或发布，内容仅供学习和交流，版权归原文作者所有。如有侵权，请留言联系更正或删除。
相关文章
数学和材料科学的交叉，这才是真正的硬核研究啊。
魏朝祯研究员履历好牛，本硕博到博后全是名校。
恭喜吴伟博士！第一作者发这种硬核期刊太强了。
看起来算法很复杂，能发在CMAME上水平肯定很高。
这个研究方向挺有意思的，表面活性剂的应用前景确实广。
哇！成电数学学院又发顶刊了，厉害！