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2017年7月共有九篇近场动力学相关的新文章上线（数据来源于谷歌学术，其中仅包括英文和中文的全文文献）。下面我按照上线的先后顺序依次简要介绍：

文一：

http://doi.org/10.1111/cgf.13236
在本文中，作者们将近场动力学理论应用于材料变形和断裂过程的图形动画显示。作者们将无网格计算框架用于弹塑性本构建模，这与之前在图形学中使用过的方法不同。用近场动力学基的弹塑性模型来表征材料的变形行为具有高逼真度。通过改变材料的性能并与有限元的模拟结果进行比较，作者们验证了所提出的模型。近场动力学以积分计算为基础的特性使得它容易建立材料不连续的模型，并且在计算精度和算法执行的难易程度上都强于以微分为基础的方法。通过使用断裂准则和弹塑性模型，作者们展示出了栩栩如生的延性和脆性断裂过程。本文所展示的研究工作是近场动力学在图形学中的首次应用，并显示了包括弹性、塑性和断裂在内的众多材料现象。本文所提出的完整计算框架在现代可视化效果方面比已有的方法更具有吸引力！

小球射穿不同材料板造成的破坏模式：（左上）各向同性脆性破裂；（右上）各向异性脆性破裂；（左下）各向同性延性破裂；（右下）各向异性延性破裂。

文二：

http://doi.org/10.18280/ijht.350224
作者们使用下角固定约束、上端冲击载荷以及中心点晶格单元离散对工字梁结构进行了计算研究。具体通过改变近场作用半径和作用半径与单元尺寸之比两个参数，作者们比较了近场动力学模型与传统模型在结构计算与分析上的误差和效率。结果证实：保持近场作用半径不变的情况下，增大近场作用半径与单元尺寸的比值将增加计算精度但降低计算效率；在保持近场作用半径与单元尺寸的比值不变的情况下，伴随近场作用半径的变化，计算精度并不改变。两种参数改变方式都将改变裂纹扩展路径和方向。

工字梁结构横截面网格离散图和边界条件

近场动力学理论和传统理论计算的垂直方向应力结果随着近场作用半径与单元尺寸比值的增大而变化，其中近场作用半径保持在3毫米不变。

http://doi.org/10.1007/s00466-017-1439-7
近场动力学是一种非局部连续模型，在处理不连续如裂纹这样的问题时比经典连续模型有优势。然而，近场动力学的非局部特性也带来了介质上的动态频散响应。在本文中，作者们关注于线性态基近场动力学模型的频散性质，特别研究了近场作用半径对频散的影响。作者们推导了一、二和三维情况下的频散关系，并研究了近场作用半径、网格尺寸和力态中影响函数对于频散关系的影响。作者们还展示了在固定网格上通过控制影响函数来最小化波频散，并展示了在一维和二维情况下的控制效果。本文的主要贡献是将近场作用半径与非局部性关联起来，其中的近场作用半径包含了与材料微结构相关的特征长度。最后，作者们用近场动力学模型计算了频散曲线，并与经典实验数据进行了比较。

不同时刻 y 方向位移，即压缩波，在二维近场动力学介质上的传播图像：(a) 力态中影响函数的参数取值2.5，得到比较小的频散情况； (b) 力态中影响函数的参数取值0.5，得到较明显的频散情况。频散越明显表面非局部性越强。

https://search.proquest.com/docview/1916477927?pq-origsite=gscholar
本篇博士论文利用近场动力学理论对纤维增强聚合物基和陶瓷基两类复合材料提出了新的建模技术。主要包含如下三个方面的工作：（1） 针对复合材料层合板结构，作者提出了一种新的近场动力学模型，利用此模型能够捕捉到具有对称和非对称铺层的层合板结构的正交各向异性性以及铺层间的耦合行为；（2） 作者修正了原始的近场动力学理论并用于非均匀离散，例如具有非均匀晶体分布的二氧化铀燃料芯块和非均匀分布纤维增强陶瓷基复合材料；（3） 作者开发了基于GPU并行计算模式的显-隐式混合求解器。在拟静态载荷条件时，使用隐式算法。对于损伤演变的情况，延用标准显式算法。通过执行标准的测试，作者也展示了显-隐式混合求解器的有效性。

二氧化铀圆柱形燃料芯块在损伤前顶端 (a) 温度场和 (b) 位移场。

二氧化铀圆柱形燃料芯块在能量升高末期的三维 (a) 温度场， (b) 径向位移场， (c) 损伤模式。

http://doi.org/10.3785/j.issn.1008-973X.2017.07.008
作者们利用近场动力学方法在模拟不连续变形问题的独特优势和有限单元法的计算效率，提出了近场动力学与有限单元法混合建模的方法, 并用于求解断裂力学问题。该方法在裂纹出现的区域采用改进的近场动力学微观弹脆性模型进离散, 其他区域采用有限元离散，通过杆单元连接不同的子区域。在隐式求解体系下实现了两种方法的混合建模，该模型在求解静力学问题时无需引入阻尼项, 有效提高了计算效率和计算精度。通过模拟计算简支梁的弹性变形和三点弯曲梁一型裂纹的扩展过程, 与理论解吻合良好, 验证了提出的混合模型和求解方法的准确性和有效性。

三点弯曲梁的几何尺寸

梁破坏过程的模拟结果

http://doi.org/10.11988/ckyyb.20160375
边界排斥力法是光滑粒子流体动力学（简称SPH）固壁边界处理的方法之一，但由于缺乏统一的排斥力模型而制约其广泛应用。作者们考虑将近场动力学中描述颗粒间接触作用的短程排斥力引入到固壁边界处理模型中，提出一种新型SPH方法边界排斥力模型。通过Couette流和溃坝两个算例验证了排斥力模型的有效性。排斥力表达式简单，参数易于给定，为SPH方法中固壁边界处理提供新思路。

水柱高度600毫米高时，试验与SPH模拟结果在不同时刻的流程形态对比：（左栏）试验观察；（右栏）SPH模拟结果

http://dx.doi.org/10.1016/j.mechrescom.2017.06.014
本文提出了一种简单地耦合不同尺寸有限单元网格与近场动力学网格的计算方法。通过刚体运动、均匀应变和裂纹分叉的二维算例展示了本文所提出的耦合技术的效果，也为今后在有限单元软件中使用近场动力学模型提供了便利。

（左）预裂纹板的几何和加载条件；（右）网格剖分和耦合区

使用耦合方法模拟预裂纹板裂纹分叉的结果

https://doi.org/10.1016/j.camwa.2017.06.045
在计算力学领域并行处理已经成为主要的趋势之一。由于处理器设计上的固有限制，制造商已经转移到多核架构上。而且，由于图形处理单元（GPU）的高可用性和处理能力、相关编程工具的完善以及人们的使用经验逐渐丰富，GPU越来越受到人们的青睐。在本文中，作者们描述了一种相当通用的方法在GPU平台上利用OpenCL执行了三维近场动力学模型。近场动力学是一种用于描述材料行为的非局部连续理论，特别适用于损伤和裂纹成核与扩展过程的模拟。本文展示了将顺序执行的代码发展为OpenMP代码的步骤并比较了OpenCL和OpenMP代码，描述了优化技术以及代码的执行效果。作者们对一些具有十万个到百万个节点不等的三维标准算例进行了测试，并分析了代码对于内存和计算能力的使用效率。通过比较，作者们展示出OpenCL代码的执行效果胜过顺序执行代码和OpenMP代码，为今后发展高性能近场动力学代码铺就了道路。

Kalthoff–Winkler实验的模拟结果

不同加速方式与CPU使用量得到的计算加速比

https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2017.07.008
在本文中，作者们通过使用常规态基近场动力学理论计算了二维带裂纹的弹性固体在动态混合断裂模式下的应力强度因子。作者们基于移动最小二乘近似推导了积分计算中位移的导数项，并在最小二乘近似计算中引入了衍射法以精确计算裂纹周围的场变量。本文采用了规则或者不规则粒子离散形式求解了一些二维混合模式断裂问题并计算了应力强度因子，并显示出本文所提出的方法能够精确地计算混合模式下的应力强度因子。

带预裂纹 L 形板的的几何和边界条件

L 型板在不同时刻一型断裂（预裂纹角度 90 度）与二型断裂（预裂纹角度 0 度）的模拟结果与参考文献中结果的比较。

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近场动力学(简称PD)理论是国际上刚兴起的基于非局部作用思想建立的一整套力学理论体系，该理论通过求解空间积分方程描述物质力学行为，避免了基于连续性假设建模和求解空间微分方程的传统宏观方法在面临不连续问题时的奇异性[1]，所以特别适用于模拟材料的损伤和断裂过程。然而，因为PD模型的数学理论较深，且新概念多用英文表述，所以很多朋友在学习时会遇到一些困难。在朋友的启发下，我想到在微信上建立此公众号，希望将研究PD理论的朋友们聚集起来，分享PD研习路上的点点滴滴，一起解决各自的难题，共同推动PD理论的发展！

[1] 黄 丹, 章 青,  乔丕忠, 沈 峰, 近场动力学方法及其应用. 力学进展, 2010. 40(4): p. 448-459.

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