刘璐，江西九江人，开云平台首页 船舶工程学院，副教授。围绕极地海洋装备与海冰相互作用的冰载荷数值预报分析，开展了海冰离散元数值模型、流固耦合模型、极地装备冰激响应、高性能数值算法等研究，开发了极地海洋装备冰载荷的高性能计算分析软件，致力于通过高性能数值计算手段为极地装备研发及作业安全提供关键参数。

学术成果发表在Marine Structures、Ocean Engineering、Int J Numer Meth Eng、Applied Ocean Research等船舶与海洋工程、计算力学顶级期刊，累计发表SCI、EI等期刊论文20余篇，获批计算机软件著作权7项，合作出版英文学术专著(Springer, 2020)和中文学术专著(科学出版社，2022)各1部，作为核心研发人员开发了国内首个极地海洋装备冰载荷计算分析软件IceDEM。研究成果应用于核动力破冰船快速性和操纵性预研、武器装备极地适冰性分析、极地船舶健康监测方案优化等。主持国家自然科学基金青年项目/重大项目子课题、军委科技委技术领域基金/基础加强重点项目子课题、博士后面上资助项目等多个国家/省部级科研项目，参与国家重点研发计划、工信部高技术船舶科研项目、装备预研联合基金等近10项。担任Ocean Engineering、《力学学报》、Granular Matter等期刊审稿人。

科研工作简介

针对极地海冰的不规则几何特性，基于Minkowski Sum原理建立了扩展多面体海冰离散元方法(DEM)，发展了考虑刚度软化的海冰黏结失效准则。采用显式不可压缩流的光滑粒子流体动力学方法(SPH)，建立了海冰与海水相互作用的DEM-SPH耦合模型，发展了极地装备、海冰、海水耦合的大规模数值分析架构，并应用于极地装备-冰-水耦合过程中的结构冰载荷及动力特性分析。发展了基于CPU-GPU协同并行的船-冰-水耦合算法，在海洋结构物与海冰相互作用的分析中实现了单计算节点千万量级离散单元的大规模计算，可在原型尺度下进行极地海洋装备冰载荷的高效工程数值计算。

极地船舶结构冰载荷的计算分析软件IceDEM

水下大型装备冰下操纵

极地船舶-海冰-海水的FEM-DEM-SPH耦合分析

课题组开展了多年的极地装备数值模拟、现场监测、模型试验等研究，在国际国内学术领域享有盛誉！

团队气氛和谐、锐意进取，热烈欢迎有志于从事极地海洋装备研究的同学加入课题组！

主持的科研项目

1. 国家自然科学基金面上项目, 非规则颗粒与流体的DEM-SPH耦合模型及其在极地船舶工程中的应用, 2025-01至2028-12, 52.39万元, 在研.
   

2. JKW173计划技术领域基金，北极冰面起降过程中的海冰承载机理研究, 2023-11至2025-11, 90万元, 在研.

3. 国家自然科学基金青年项目, 考虑颗粒破碎的扩展多面体离散元方法及工程应用, 2022-01至2024-12, 30万元, 在研.

4. 国家自然科学基金重大项目子课题, 极区风浪流与海冰相互作用机理, 2022-01至2026-12, 300万元, 在研, 承担经费83万元.
   

5. 基础加强项目子课题, “XXX作用下结构物强非线性动载荷问题研究”子课题“冰脊/冰山条件下船体冰载荷的离散元分析及冰区实船测试技术研究”, 2020-11至2024-11, 在研, 承担经费94万元.

主要学术著作

1. Shunying Ji, Lu Liu. Computational Granular Mechanics and Its Engineering Applications. Springer, 2020.

2. Lu Liu, Shunying Ji^*. Comparison of sphere-based and dilated-polyhedron-based discrete element methods for the analysis of ship–ice interactions in level ice. Ocean Engineering, 2022, 244:110364. JCR: Q1, IF: 4.372.

3. Lu Liu, Shunying Ji^*. Dilated-polyhedron-based DEM analysis of the ice resistance on ship hulls in escort operations in level ice. Marine Structures, 2021, 80:103092. JCR: Q1, IF: 4.500.

4. Lu Liu, Jie Wu, Shunying Ji*. DEM–SPH coupling method for the interaction between irregularly shaped granular materials and fluids. Powder Technology, 2022, 400:117249. JCR: Q1, IF: 5.640.

5. Lu Liu, Puran Zhang, Peng Xie, Shunying Ji^*. Coupling of dilated polyhedral DEM and SPH for the simulation of rock dumping process in waters. Powder Technology, 2020, 374(9):139-151. JCR: Q1, IF: 5.640.

6. Lu Liu, Shunying Ji^*. A new contact detection method for arbitrary dilated polyhedra with potential function in discrete element method. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 2020, 121: 5742-5765. JCR: Q1, IF: 3.021.

7. Lu Liu, Jian Li^*, Chunbo Wan. Nonlinear dynamics of excited plate immersed in granular matter. Nonlinear Dynamics, 2018, 91:147-156. JCR:Q1, IF:5.74.

8. Lu Liu, Shunying Ji^*. Ice load on floating structure simulated with dilated polyhedral discrete element method in broken ice field. Applied Ocean Research, 2018, 75:53-65. JCR: Q1, IF: 3.761.

9. Lu Liu, Shunying Ji^*. Bond and fracture model in dilated polyhedral DEM and its application to simulate breakage of brittle materials. Granular Matter, 2019, 21:41. JCR: Q2, IF: 3.010.

10. Lu Liu, Ji Li, Qizhen Sun, Chunhua Li, Sue Cook, Shunying Ji^*. Modeling calving process of glacier with dilated polyhedral discrete element method. Acta Oceanologica Sinica, 2021, 40(7):159-169. JCR: Q3, IF: 1.369.

11. Xue Long, Lu Liu^*, Shewen Liu, Shunying Ji. Discrete element analysis of high-pressure zones of sea ice on vertical structures. Journal of Marine Science and Engineering, 2021, 9:348. JCR: Q1, IF: 2.744.

12. Bing Hu, Lu Liu, Deyu Wang^*. Prediction of performance of a non-icebreaking ship in marginal ice zone . Journal of Hydrodynamics, 2022, 34(2):93-103. JCR: Q2, IF: 2.983.

13. Biyao Zhai, Lu Liu, Shunying Ji^*. A numerical model for river ice dynamics based on discrete element method. Journal of Hydraulic Research, 2022, 60:543-556. JCR: Q3, IF: 2.116.

14. Biyao Zhai, Lu Liu, Shunying Ji^*. Numerical analysis of ice rubble with a freeze-bond model in dilated polyhedral discrete element method. Computer Modeling in Engineering & Sciences, 2021. JCR: Q2, IF: 2.027.

15. Shaomin Liang, Lu Liu, Shunying Ji^*. DEM simulations of resistance of particle to intruders during quasistatic penetrations. Computer Modeling in Engineering & Sciences, 2021, 128(1): 145-160. JCR: Q2, IF: 2.027.

16. 刘璐, 季顺迎^*. 基于扩展多面体包络函数的快速接触搜索算法. 中国科学: 物理学 力学 天文学, 2019, 49:064601.

17. 刘璐, 尹振宇, 季顺迎^*. 船舶与海洋平台结构冰载荷的高性能扩展多面体离散元方法. 力学学报, 2019, 51(6):1720-1739.

18. 刘璐, 姜庆郁, 季顺迎^*. 基于扩展多面体单元的DEM-SPH耦合算法及应用. 水动力学研究与进展: A辑, 2019, 34(4):456-466.

19. 刘璐, 龙雪, 季顺迎^*. 基于扩展多面体的离散单元法及其作用于圆桩的冰载荷计算. 力学学报, 2015, 47(6):1046-1057.

20.  翟必垚, 刘璐, 张宝森, 沈洪道, 季顺迎^*. 基于离散元方法与水动力学耦合的河冰动力学模型. 水利学报, 2020, 51(5):617-630.

21. 刘璐, 曹晶, 张志刚, 季顺迎^*. 冰区航行中船体结构冰压力分布特性的离散元分析. 船舶力学, 2021, 25(4):453-461.

22. 刘圆, 张普然, 刘璐, 季顺迎^*. 水底管道抛石加固过程的DEM-SPH耦合分析. 计算力学学报, 2021, 38(3):355-363.

23. 朱红日, 季顺迎^*, 刘璐. 基于Voronoi切割算法的碎冰区构造及离散元分析. 计算力学学报, 2019, 36(4): 454-463.

软件著作权

1. 刘璐, 王祥, 邓恺其, 季顺迎. 基于离散元方法的船-重叠冰相互作用计算分析软件. 登记号：2022SR0717729, 2022年04月01日.

2. 刘璐, 王祥, 季顺迎. 基于离散元方法的船舶冰区运动性能计算分析软件. 登记号：2021SR1809689, 2021年10月08日.

3. 刘璐, 孟丁丁, 季顺迎. 扩展多面体与流体动力学耦合的DEM-SPH计算分析软件. 登记号：2020SR1154567, 2019年05月01日.

4. 季顺迎, 刘璐, 孙珊珊. 面向寒区海洋工程的扩展多面体离散元计算分析程序. 登记号：2016SR215296, 2016年04月01日.

5. 季顺迎, 张普然, 刘璐. 海底管线落石冲击过程的DEM-SPH耦合计算软件. 登记号：2020SR1541725, 2020年04月01日.

6. 季顺迎, 李浩林, 刘璐. 基于局部平均方法的DEM–SPH耦合计算分析软件. 登记号：2018SR532134, 2018年01月01日.

7. 季顺迎, 杨冬宝, 刘璐. 冰区船舶螺旋桨冰载荷的DEM-FEM计算分析软件. 登记号：2020SR0611764, 2020年04月01日.

8. 季顺迎, 王祥, 刘璐. 风机基础结构冰载荷的扩展多面体离散元计算分析软件. 登记号：2020SR1239076, 2020年08月24日.

参加国际学术会议

1. Lu Liu, Shunying Ji. Discrete element analysis of ice load on marine structures with dilated polyhedron element. Workshop on Modeling the Granular Nature of Sea Ice (Online). June, 2021. University of Washington, USA.

2. Lu Liu, Shunying Ji. DEM-SPH coupling simulation with dilated polyhedral elements. The 13th World Congress in Computational Mechanics, July, 2018, New York, USA.

3. Lu Liu, Shunying Ji. Bond Model of Dilated Polyhedral DEM and its Applications in Sea Ice Simulation. The proceedings of the 24rd International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions (POAC-2017), June, 2017, Busan, Korea.

4. Lu Liu, Shanshan Sun, Shunying Ji. Interaction between Floater and Sea Ice Simulated with Dilated Polyhedral DEM (优秀学生论文). The 7th International Conference on Discrete Element Methods, 2016, Dalian, China.

5. Lu Liu, Shanshan Sun, Shunying Ji. Ice loads on ship hull simulated with polyhedral discrete element method in broken ice field. 23nd IAHR International Symposium on Ice. May, 2016, Ann Arbor, Michigan USA.

6. Lu Liu, Shunying Ji. Improvement of contact force model and failure criterion of bonded dilated polyhedral elements. ASCE Engineering Mechanics Institute Conference (EMI-2016), May, 2016, Nashville, USA.

7. Lu Liu, Shanshan Sun, Shunying Ji*. Ice loads on ship hull simulated with dilated polyhedral discrete element method. The First International Workshop on Computational Particle Technology and Multiphase Processes, March, 2016, Suzhou, China.