“毀傷快速算法與仿真技術(shù)”專題出版前言

區(qū)別于一般的爆炸力學(xué)和沖擊動(dòng)力學(xué)計(jì)算，毀傷仿真計(jì)算往往需要對完整目標(biāo)場景甚至陣地場景進(jìn)行武器打擊全過程計(jì)算，同時(shí)又需要近實(shí)時(shí)給出計(jì)算結(jié)果。這種大場景和快速計(jì)算在武器研發(fā)和運(yùn)用的工程實(shí)際中有著強(qiáng)烈的應(yīng)用需求。現(xiàn)有爆炸和沖擊動(dòng)力學(xué)計(jì)算方法（如FEM）由于計(jì)算規(guī)模和計(jì)算效率的限制，在進(jìn)行毀傷場景計(jì)算時(shí)往往只能對目標(biāo)構(gòu)件或者局部區(qū)域進(jìn)行計(jì)算，很難滿足毀傷仿真的應(yīng)用需求。近年來出現(xiàn)了一些快速算法，如鏡像爆源法、侵徹微分面元法和破片射線追蹤法等，這些快速算法充分利用解析公式、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或代理模型，結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真與可視化技術(shù)，形成實(shí)用工具，有力支撐了國防工業(yè)和軍事領(lǐng)域的應(yīng)用。

毀傷快速算法的求解時(shí)間必須滿足強(qiáng)制時(shí)間約束條件，在優(yōu)先滿足時(shí)間效率要求的前提下，綜合采用解析公式、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)值計(jì)算、人工智能、計(jì)算機(jī)仿真等方法，進(jìn)行算法創(chuàng)新和集成應(yīng)用。毀傷快速算法是一種既區(qū)別于解析公式法，又區(qū)別于傳統(tǒng)有限元的求解方法，既有解析公式穩(wěn)健可靠的特性，又有有限元方法良好的復(fù)雜幾何形狀適用性，填補(bǔ)了解析公式和有限元方法之間巨大的方法空白。這類方法能夠抓住毀傷的主要特征進(jìn)行快速求解，其特點(diǎn)主要包括：復(fù)雜三維場景適用，時(shí)間差分推進(jìn)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)為主、模型驅(qū)動(dòng)為輔，“絕對的時(shí)效性、相對的準(zhǔn)確性”，物理毀傷、功能毀傷和任務(wù)毀傷的一體化計(jì)算等。毀傷仿真是一個(gè)典型的多學(xué)科交叉、多技術(shù)融合的領(lǐng)域，尤其對于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等計(jì)算機(jī)仿真學(xué)科和相關(guān)技術(shù)有很強(qiáng)的依賴性，典型例子就是射線追蹤法（ray tracing）在破片場求解中的應(yīng)用。此外，在實(shí)際應(yīng)用中，對于軟件友好操作、三維可視化等功能也有很強(qiáng)的技術(shù)需求，可以說毀傷快速算法和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)構(gòu)成了深度耦合的關(guān)系。

根據(jù)工作需要，我國不少科研單位開展了一些相關(guān)基礎(chǔ)研究，并形成了相應(yīng)的研究成果，但是針對這一領(lǐng)域進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)術(shù)交流的平臺(tái)一直缺乏。為了推動(dòng)毀傷快速算法和仿真技術(shù)領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)展，促進(jìn)此類方法在國防安全領(lǐng)域的運(yùn)用，2023 年7 月，在中國力學(xué)學(xué)會(huì)爆炸力學(xué)分會(huì)計(jì)算爆炸力學(xué)專業(yè)組的指導(dǎo)下，國防科技大學(xué)理學(xué)院和湖南大學(xué)土木工程學(xué)院聯(lián)合承辦了2023 年毀傷快速算法與仿真技術(shù)研討會(huì)，旨在探討毀傷快速算法和仿真技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展方向。我國本領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者積極參會(huì)和投稿，貢獻(xiàn)出了精彩的學(xué)術(shù)報(bào)告和高質(zhì)量的學(xué)術(shù)論文，會(huì)議規(guī)模遠(yuǎn)超組委會(huì)的預(yù)期。經(jīng)過《爆炸與沖擊》期刊的嚴(yán)格審稿流程，多篇文章有幸獲得發(fā)表，形成本期專題。會(huì)議組委會(huì)由衷感謝全部參會(huì)人員、論文作者和審稿專家，特別感謝《爆炸與沖擊》編輯部為本專題出版做出的貢獻(xiàn)！

國防科技大學(xué) 盧芳云 教授