新著推荐|Numerical Simulation-based Design：Theory and Methods
近日，我校韩旭教授新作 Numerical Simulation-based Design ：Theory and Methods 由斯普林格出版集团出版。该书为韩旭教授著作《基于数值模拟的设计理论与方法》的英文版本，是一本全面系统论述基于数值模拟的设计理论与方法的专著，深入、系统地介绍了基于模拟的复杂结构先进设计技术、算法及其工程应用。该书是韩旭教授带领团队近十年来在复杂结构的数字化设计中的共性关键技术及应用方面研究成果的总结。
基于数值模拟的设计方法作为当前及未来发展高端装备的必要手段，对于提升我国装备制造业自主创新能力、保障国家战略安全等具有重要意义。该方法在机械装备设计阶段就充分考虑制造、装配、服役和维护期间的综合性能，可以大大减少物理样机试制和测试的次数，缩短设计周期，有效克服传统串行设计中面临的设计质量、效率、成本等方面的瓶颈。
虽然数值模拟在机械设计中具有突出的优越性和广阔的应用前景，但现阶段我国装备制造业中基于数值模拟的设计并不普及，工程应用程度也非常有限。韩旭教授基于过去的研究和实际装备开发设计经验，特别是近十年与相关企业合作研发的经验，发现造成这种现象的主要原因是现代装备通常具有结构复杂、工况极端、功能需求多样、参数不确定性等特点。而诸如数值模拟模型的精度、大规模计算的效率、高维设计变量的处理、多设计目标的均衡、不确定性对结构设计的影响评估等关键共性科学问题和技术难点缺乏系统的行之有效的解决途径。这使得基于数值模拟的设计在精度、效率、功能和可靠性等方面难以得到保证，大大制约了数值模拟在实际装备设计开发中的贡献率和应用程度。围绕上述机械装备设计与分析中的共性难点问题，有必要发展装备设计、制造与服役过程中数值模型的精确建模方法，加强数值模拟的基础理论和快速计算方法研究，开发面向多功能需求和考虑不确定性的结构优化设计技术。
为此，韩旭教授多年来致力于数值模拟和机械设计的相互融合，系统全面地发展了面向复杂装备的基于数值模拟的先进设计理论与方法。书中主要内容包括：基于计算反求的高精度数值建模方法，有效保证机械装备的设计品质；复杂机械装备模拟的快速分析方法，为结构高效设计提供重要计算工具；高性能的工程多目标优化设计方法，为多功能需求下装备综合性能的优化提供核心设计手段；不确定性建模及优化设计方法，有效保证极端工况及不确定性环境下复杂装备设计的可靠性。
该书所论述的反求建模、快速分析、结构优化和不确定评价，较完整地形成了基于数值模拟的结构设计的基本框架，将对促进数值模拟数据向设计信息和设计知识的有效转化，推动机械装备设计研发中数值模拟由辅助性分析工具到主导性设计的关键转变具有重要意义。
韩旭教授著作《基于数值模拟的设计理论与方法》出版三年来受到业内人士的高度评价和广大读者的广泛好评，而此次英文专著的出版将对在全球普及装备制造业中基于数值模拟的设计具有重要的推动性意义。
作者简介：
韩旭教授现任河北工业大学党委副书记、校长，兼任国务院学位委员会机械学科评议组成员、国际计算力学学会总理事会理事、中国力学学会常务理事、中国机械工程学会常务理事、国际期刊 Inverse Problems in Science & Engineering 和 International Journal of Computational Methods 副主编及多个国际国内期刊编委。
韩旭教授曾荣获国家杰出青年基金，被授予教育部长江学者特聘教授、973项目首席科学家、国家创新人才推进计划中青年科技创新领军人才等荣誉称号。作为第一完成人获得过国家科技进步二等奖、教育部自然科学一等奖、湖南省科技进步一等奖、中国机械工业科学技术一等奖、国际计算力学华人联合会计算力学奖、全国百篇优秀博士论文指导教师等奖项。
韩旭教授主要研究领域为复杂装备先进设计理论与方法，相关成果已成功应用于车辆工程、航空航天、工程机械、国防特种装备等多个领域。出版专著《基于数值模拟的设计理论与方法》（中英文版本），《Computational Inverse Techniques in Nondestructive Evaluation》等；在国外知名刊物上发表SCI论文150余篇，2014年度至今连续入选机械工程领域中国高被引用学者榜单（Most Cited Chinese Researchers）；作为大会主席组织了本领域多个国内国际重要学术会议，多次在国际相关领域的学术会议上做大会报告或特邀报告。
文图/陈昭纯 审核/陈鸿雁