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张辉 ZHang Hui
基本介绍
姓名:张辉
职称:教授
所在部门(教研室):计算数学
研究方向:复杂流体和软物质的计算与分析
办公室(电话):
电子邮件:hzhang@bnu.edu.cn
个人简介

        张辉, 教授,博士生导师, 2001博士毕业于中国科学院数学与系统科学研究院, 2001-2003年在北大作博士后, 师从于张平文院士。 2003年6月到北京师范大学工作至今。2005年7月任副教授,2010年7月任教授,2008年6月任博士生导师。

        现任《计算数学》杂志编委,中国工业和应用数学学会第七届理事会常务理事,北京计算数学理事会理事。曾担任“第八届国际工业和应用数学家大会执行委会”委员。主持完成国家自然科学基金国际合作交流项目1项,国家自然科学基金项目2项,教育部重点项目1项,主持校级重点项目1项,教育部回国留学人员启动基金项目1项,作为骨干成员参与973项目1项。目前在研项目: 主持国家自然科学基金面上项目1项,参与国家自然科学基金面上项目1项。2008年获霍英东教育基金会第11届高等院校青年教师奖(自然科学),2010年获北京师范大学第10届励耘奖学基金优秀青年教师一等奖, 2012年入选教育部新世纪优秀人才支持计划,2016年获得北京师范大学通鼎青年教师一等奖。 曾先后访问过美国米尼苏达大学国家应用数学研究所,香港浸会大学,香港理工大学,新加坡国立大学,美国南卡罗丽娜大学等。2007年3月至2008年4月受德国Humboldt(洪堡)基金资助于德国Max-Planck Institute of Mathematical Science(Leipzig)和Otto-von-Guericke University(Magdeburg)工作一年。培养出了多名品学兼优的学生,其中的一名硕士生获得了国际华人数学家大会硕士论文银奖,一名博士生获得了北京青年科技论文一等奖。主要从事偏微分方程理论和复杂流体科学中的理论和计算研究,发表SCI论文50余篇, 编写研究生基础课教材一部。对复杂流体的FENE模型和液晶流体的棒状模型的分析和计算获得了一系列的重要结果,得到国际一些知名人物的引用和评价(比如P.L.Lions,P.Constantin,C. Le Bris, F. Otto等)。现在主要对以水凝胶类软物质材料问题为驱动的数学问题开展了分析、建模、算法以及数值分析研究。提出并发展了水凝胶材料的微观相变的动力学模型,解释了物理学专家吴奇院士发现的受限条件下球形微观胶束的形变以及受限诱导的耗尽效应(depletion effect)和毛细凝聚(Capillary Condensation & Compression)现象。建立了大分子接枝胶束微球形成规则排列,其微观结构与宏观性质关系的力学模型。引入信息熵,解释了水凝胶的凝聚和溶解随温度交替出现的现象,得到和实验一致的宏观性质。设计并证明了满足能量守恒关系的凸分裂无条件稳定的计算格式、IEQ计算方法等,解决了包含有随机项、高度非线性的高阶偏微分方程的高效计算问题。

研究兴趣

        主要研究液态聚合物与聚合物溶液此类复杂流体和一些软物质的多尺度数学模型的建立、模型的数值模拟,各种复杂物理现象的解释和物理性质的预测等, 以及模型的数学理论的建立等。

科研项目

1. 国家自然科学基金,No: 11571045,活性液晶聚合物流体的建模与数值分析, 1/2016-12/2019.

2. 国家自然科学基金,No: 11471046,软物质材料的微结构和宏观性质的计算与分析,1/2015-12/2018.

3. 教育部新世纪优秀人才支持计划, NCET-12-0053,1/2013-12/2015.

4. 国家自然科学基金国际(地区)合作交流项目,NSFC-RGC11261160486,复杂流体的数学建模和高性能计算,1/2013-12/2016。

5. 教育部中心高校基础研究基金,重点项目,聚合物纳米复合材料的多尺度建模与计算,1/2011-12/2013。

6. 国家自然科学基金,No:10871028,复杂流体中相变及其发展的数值模拟和理论分析,1/2009-12/2011。

7. 国家重点基础研究发展计划-973计划,高性能科学计算研究,2005CB321704,第四课题组“材料物性的多物理多尺度计算研究”, 12/2005-11/2010,骨干成员。

代表论著

1.Lina Ma, Rui Chen, Xiaofeng Yang, Hui Zhang, Numerical approximations for Allen-Cahn type phase field model of two-phase incompressible fluids with moving contact lines, Communication in Computational Physics. 21(2017), 867-889.

2.Xiao Li, Zhonghua Qiao and Hui Zhang, Convergence of the fast explicit operator splitting method for the molecular beam epitaxy model, SIAM Journal on Numerical Analysis, 55(2017),265-285.

3.Rui Chen, Weizhu Bao and Hui Zhang, The kinematic effects of the vortex in liquid crystal dynamics, Communication in Computational Physics. 20(2016), 234-249.

4.Xiao Li, Zhonghua Qiao and Hui Zhang ,An unconditionally energy stable finite difference scheme for a stochastic Cahn-Hilliard equation , SCIENCE CHINA-Mathematics, 59(2016), 1815-1834.

5.Hui Zhang, Strain-stress relation in macromolecular microsphere composite hydrogel, Applied Mathematics and Mechanics, 37(11),(2016), 1539-1550.

6.Rui Chen; Guanghua Ji; Xiaofeng Yang and Hui Zhang, Decoupled energy stable schemes for Phase Field Vesicle Membrane Model, Journal of Computational Physics, 302 (2015) 509–523.

7.Xiao Li; Guanghua Ji; Hui Zhang, Phase Transitions of Macromolecular Microsphere Composite Hydrogels Based on the Stochastic Cahn-Hilliard Equation, Journal of Computational Physics, 283(2015), 81–97.

8.Shuting Gu, Hui Zhang, Zhengru Zhang, An energy stable finite difference scheme for the binary fluid surfactant system, Journal of Computational Physics, 270( 2014), 416–431 .

9.Dan Zhai and Hui Zhang, Investigation on the application of the TDGL equation in macromolecular microsphere composite hydrogel, Soft Matter, 9(2013), 820-825.

10.Gerald Warnecke and Hui Zhang,Steady states of the 1D Doi-Onsager model in the strong shear flow, Commun. Math. Sci. 8 (2010), 721-734.

11.Hui Zhang, Pingwen Zhang, On the new multiscale rodlike model of polymeric fluids, SIAM J. Math. Anal., 40(2008), 1246-1271.

12.Hui zhang and Pingwen Zhang, Stable dynamic states at the nematic liquid crystals in Weak Shear Flow, Physica D, 232(2007), 156-165.

13.Ping Lin, Chun Liu and Hui Zhang, An energy law preserving C0 finite element scheme for simulating the kinematic effects in liquid crystal flow dynamics, J. Comp. Phys., 227(2007), 1411-1427.

14.Hui Zhang, Pingwen Zhang, Local existence for the FENE-Dumbbell model of polymeric fluids, Arch. Rational Mech. Anal 181(2006), 373-400。

15.Hailaing Liu, Hui Zhang, Pingwen Zhang, Axial symmetry and classification of stationary solutions of Doi-Onsager equation on the sphere with Maier-Saupe potential, Comm. Math. Sci., 3(2005), 201-218.

学生培养

        培养博士生7人, 现有在读博士生4人. 培养硕士生19人, 现有5人在读. 已经毕业研究生就业情况:1人留校工作、1人在北京邮电大学工作,1人在香港理工大学做博士后、4人去美国读博士、1人去香港读博士、1人北师大附中工作、1人在首师大附中工作、1人在北京市城市规划设计研究院工作、1人在中央办公厅国家密码技术研究院工作, 1人在北京潞河国际教育学园工作。一名硕士生获得了国际华人数学家大会硕士论文银奖,一名博士生获得了北京青年科技论文一等奖。

对考生说的话

        喜欢计算和应用数学者可以报考, 要求学好偏微分方程和泛函分析。为拿学位者勿扰, 没有远大理想的请你自动放弃。