提到计算数学领域,偏微分方程数值求解的研究总是少不了中国学者的名字,而其中的杰出代表之一就是中原工学院的于志云教授。从基础理论研究到国际交流,她不仅在学术上卓有建树,还不断用数学方法推动实际问题的解决。
从数学理论到应用:专注于高效数值解法的探索
“数学的魅力在于用最简洁的方式表达复杂的事物。”回忆起学术生涯的起点,于志云说道,“偏微分方程是自然界和工程领域问题的语言,我的目标是找到高效、稳定的数值解法。”
从郑州大学的数学学士到博士,她在计算数学领域的步伐从未停歇。近年来,她发表的论文覆盖了非线性方程、流体力学、数值分析等多个方向。其中,关于非定常不可压缩磁流体力学系统的研究,提出了低阶非协调混合有限元方法,获得国际数学界的高度评价。
这些研究也离不开她主持或参与的多项科研课题的支持,特别是在磁流体力学问题上,她参与了《流体问题高效混合有限元方法研究》和《Maxwell方程非协调有限元方法研究》,这些项目为其理论创新提供了重要支撑,也推动了相关算法在实际应用中的落地探索。
“研究理论本身很有趣,但它的价值更体现在实际应用中。”她补充道,这项成果为航空航天领域的气动设计提供了重要的理论支持,其算法在提升计算精度和效率方面展现了巨大的潜力。
学术访美:国际合作带来的双向启发
2016年,于志云获得国家留学基金资助,赴美国南密西西比大学进行学术访问。这段为期一年的经历让她对数学的应用与教学有了新的理解。
“美国高校的教学注重实践,他们特别擅长将复杂问题分解为小问题,逐步解决。”于志云提到在南密西西比大学,她与当地团队合作研究了磁流体力学中的时间高精度算法,并在算法稳定性上取得了重要突破。
与此同时,于志云还学习了美国数学教育中的启发式教学方法。回国后,她在课程《数值分析》中引入案例教学,设计了线上线下结合的混合教学模式。这一创新不仅提升了学生的学习兴趣,也让他们在全国大学生数学建模竞赛中屡获大奖。
多次国际发声:用数学架起合作的桥梁
“数学是沟通理论与现实的桥梁,它的魅力在于让更多人理解并使用它。”多年来,于志云始终活跃在国际学术舞台,她的研究成果被越来越多的国际同行认可。
2016年,于志云受邀在美国工业与应用数学学会(SIAM)中央各州分会年会上作报告,展示了低阶非协调混合有限元方法在三维不可压磁流体力学问题中的应用。她的演讲以方法的简洁高效为特点,吸引了大批听众,并促成了后续与国外学者的合作研究。
她还多次参加国际数学与应用大会(IBII),发表专题报告,展示了低阶非协调元在不同学科交叉中的应用前景。
谈到未来的计划,于志云满怀信心。“我希望进一步推动数学在人工智能、复杂系统优化中的应用,比如如何用数学算法提升实时决策能力。”
同时,她还希望能通过更多国际合作,将中国数学的研究成果带向世界。“数学是一种语言,能连接不同的领域和文化。我的愿景是用数学为更多行业赋能。”
附录:对话于志云,数学让世界更美好
问:您对自己的学术研究和教学经历如何总结?这一路给您带来了哪些最大的改变?
于志云:我觉得数学就像一场没有终点的旅程,它让我一直保持好奇心。刚开始时,我只是单纯地喜欢解题,但随着研究的深入,我发现数学的价值远远不止于此,它能解决现实世界中的复杂问题。我最大的改变是从一个“理论派”成长为一个更注重应用的学者,同时也更加注重用数学影响学生,培养他们的创新思维和实践能力。
问:在学术道路上,您是否遇到过特别大的困难?最终是如何突破的?
于志云:困难当然有,尤其是偏微分方程的数值解法研究中,理论证明与实际应用的差距常常让人感到无力。比如在研究非协调混合有限元方法时,最困难的是全离散格式的稳定性分析。那段时间几乎每天都在实验室调试算法,甚至梦里都在推公式。后来,通过查阅大量文献并与团队反复讨论,终于找到了时间精度优化的突破口,最终得到了满意的结果。
问:您如何看待中国学者在国际数学舞台上的角色?
于志云:我认为中国学者有非常扎实的理论基础,在国际舞台上已经逐渐站稳脚跟。但我们的弱项在于如何更有效地将理论转化为实际应用,同时还需要在国际合作中更积极主动。通过这些年的交流,我觉得数学可以成为连接不同文化和学术思想的重要桥梁,中国数学研究的未来一定会更有影响力。
问:您对未来的发展有什么规划?有没有特别想做的事情?
于志云:我希望能将数学的应用范围进一步拓展,尤其是在人工智能、大数据分析等领域。我也计划继续优化教学方式,为学生提供更好的学习体验。除此之外,我特别希望通过更多国际合作,把中国数学的理论成果与国外的应用场景结合起来,推动跨学科、跨文化的深度合作。
杨集