近日，我校数学学院李剑教授团队的研究成果“Phase field modeling and a fully discrete numerical scheme for two-phase incompressible MHD flows with different densities, electric conductivities and viscosities”发表于计算力学三大刊之一International Journal for Numerical Methods in Engineering。我校博士生陈晓勇为第一作者，该研究工作与美国密苏里科技大学何晓明教授和香港理工大学林延平教授共同完成，李剑教授与陕西师范大学李瑞副教授为共同通讯作者。陕西科技大学为论文的第一通讯单位。该研究成果与李剑教授团队2025年在Journal of Computational Physics和Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering上发表的成果受到了同行的广泛关注，先后受邀在中科院、同济大学、南方科技大学、宁波东方理工大学等高校及中国数学会计算数学年会、中国工业与应用数学学会年会研讨论会上报告。
密度比10时的气泡上升
密度比100时的气泡上升
密度比1000时的气泡上升
粘性比40时的Rayleigh-Taylor不稳定性
粘性比20时的Rayleigh-Taylor不稳定性
粘性比10时的Rayleigh-Taylor不稳定性
两相磁流体耦合系统在自然与工程领域应用广泛，如冶金过程中的气泡在金属液中的运动、天体物理中的等离子体行为、聚变反应堆包层设计，以及集成电路制造中的液态金属磁泵等。然而，针对密度差显著的两相磁流体系统，由于其复杂的多物理场强耦合特性（涉及流体动力学相分离与磁效应）及界面动力学行为，现有程序与软件数值模拟均已失效。围绕上述难点问题，本研究团队聚焦于大密度差两相磁流体流动问题，建立不同密度、电导率与黏度的两相磁流体动力学模型。利用人工可压缩和稳定化方法、采用隐式-显式格式处理非线性项，提出了一种大密度差两相磁流体流动问题线性化解耦有限元方法。该格式无需对压力场施加人为边界条件，严格证明了其无条件能量稳定性，且在每一时间步上均唯一可解。在现有数值模拟和软件失效的情况下，重新开发程序给出了相应的数值模拟。
原文链接：
https://doi.org/10.1002/nme.70327
新闻小贴士：
Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering (CMAME)，Journal of Computational Physics (JCP)和International Journal for Numerical Methods in Engineering (IJNME)是计算力学领域的三大国际顶级学术期刊，享有崇高的学术声誉。IJNME自1969年创刊以来，始终致力于发表计算方法领域兼具数学严谨性、算法原创性与工程实用价值的突破性研究成果。该刊见证了有限元法及其他数值方法在工程领域的系统化发展，发表了大量奠基性理论与算法，为现代工程计算仿真奠定了重要方法论基础，深刻影响了该学科的发展路径。
（核稿：曹慧 编辑：刘倩）
校友
教工
学生