大连理工大学软件工程学科荣获2017 ICCM最佳论文奖

近日大连理工大学软件工程学科雷娜教授、郑晓朋博士等人的论文《基于曲面叶状结构的四边形 格和六面体 格生成》（Quadrilateral and hexahedal mesh generation based on surface foliation theory）在第一届世界华人数学家联盟年会上荣获了最佳论文奖（若琳奖）。

该项获奖工作研究复杂拓扑三流形的结构化六面体 格剖分问题。在计算力学、计算机辅助设计等领域，实体 格生成是整体数值分析最为关键的步骤，模拟仿真的稳定性、收敛性和计算精度都严重依赖于 格的质量。根据波音公司估计，整体飞机设计和模拟仿真过程中， 格生成的比重高达70%以上。特别是近些年，等几何分析异军突起，颠覆了传统的计算力学领域。等几何分析的方法用样条函数取代经典的有限元方法，统一了几何设计和数值仿真的数据表示，提高了计算精度和速度。但是，等几何分析强烈依赖于将三维实体剖分成六面体 格，同时要求六面体 格具有全局的整体结构，尽量减少奇异点和奇异线的数目。传统的六面体 格生成依赖于手工操作，费时而困难。因为这一问题至关重要，而又异常困难，因此在 格生成领域被称为是所谓的“圣杯问题”。数十年来，大量的学者提出各种算法，但是绝大多数算法都是基于经验性的方法，缺乏普适性。也有知名学者力图建立严密的理论体系，例如菲尔兹奖得主Thurston、Erickson等人的工作，但是这些工作只涉及到拓扑层面，同时生成的 格缺乏全局结构。我校软件工程学科罗钟铉教授带领团队与纽约州立大学石溪分校顾险峰教授合作，对这个问题已开展了长达数年的合作研究，近来取得突破性进展。此次获奖的工作，从微分几何的角度提出了严密的理论体系，同时兼顾了拓扑和几何，达到全局结构化，并且使得奇异线、奇异点的数目达到理论下界。这种方法可以完全自动的实现所有可能的光滑曲面六面体 格，给出了整体解空间的基底。为等几何分析方法建立了坚实的理论基础。同时，这也是历史上首次提出的方法，可以计算曲面上所有的叶状结构，从而将这一抽象的几何概念变成工程上可以操作的算法流程。等几何分析的创始人，美国科学院院士、艺术科学院院士、工程院院士，Tom Hughes教授曾经高度评价这一工作，称之为过去数年间最大的突破。

大连理工大学力学学科为一级国家重点学科，具有悠久的历史传统，人才辈出，一直处于国内力学领域的领军地位。在钱令希、钟万勰、程耿东等院士的带领下在大规模工程计算等多领域有重要的理论突破和应用创新。力学学科的许多专家和教授与软件工程学科团队长期合作，特别是关振群教授，从问题的提炼、以前方法的总结、未来方向的把握，都给出了非常宝贵的意见和建议。同时，国内很多航空航天领域的重要研究院所，也高度关注此项获奖工作，希望该方法能够切实解决他们科研实践中遇到的关键问题，尤其是空气动力学方面的模拟仿真，以及高速风洞的实验分析等等。此次获奖的工作也得到了国家自然科学基金委员会的资助，由罗钟铉教授与顾险峰教授共同承担的国际合作重点项目将把该工作继续推进，有望结合我校力学学科的优势，在航空航天等制造领域做出新的突破。