“毀傷快速算法與仿真技術”專題出版前言

區別于一般的爆炸力學和沖擊動力學計算，毀傷仿真計算往往需要對完整目標場景甚至陣地場景進行武器打擊全過程計算，同時又需要近實時給出計算結果。這種大場景和快速計算在武器研發和運用的工程實際中有著強烈的應用需求。現有爆炸和沖擊動力學計算方法（如FEM）由于計算規模和計算效率的限制，在進行毀傷場景計算時往往只能對目標構件或者局部區域進行計算，很難滿足毀傷仿真的應用需求。近年來出現了一些快速算法，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、經驗數據或代理模型，結合計算機仿真與可視化技術，形成實用工具，有力支撐了國防工業和軍事領域的應用。

毀傷快速算法的求解時間必須滿足強制時間約束條件，在優先滿足時間效率要求的前提下，綜合采用解析公式、經驗數據、數值計算、人工智能、計算機仿真等方法，進行算法創新和集成應用。毀傷快速算法是一種既區別于解析公式法，又區別于傳統有限元的求解方法，既有解析公式穩健可靠的特性，又有有限元方法良好的復雜幾何形狀適用性，填補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行快速求解，其特點主要包括：復雜三維場景適用，時間差分推進，數據驅動為主、模型驅動為輔，“絕對的時效性、相對的準確性”，物理毀傷、功能毀傷和任務毀傷的一體化計算等。毀傷仿真是一個典型的多學科交叉、多技術融合的領域，尤其對于計算機圖形學等計算機仿真學科和相關技術有很強的依賴性，典型例子就是射線追蹤法（ray tracing）在破片場求解中的應用。此外，在實際應用中，對于軟件友好操作、三維可視化等功能也有很強的技術需求，可以說毀傷快速算法和計算機仿真技術構成了深度耦合的關系。

根據工作需要，我國不少科研單位開展了一些相關基礎研究，并形成了相應的研究成果，但是針對這一領域進行系統學術交流的平臺一直缺乏。為了推動毀傷快速算法和仿真技術領域的科學發展，促進此類方法在國防安全領域的運用，2023 年7 月，在中國力學學會爆炸力學分會計算爆炸力學專業組的指導下，國防科技大學理學院和湖南大學土木工程學院聯合承辦了2023 年毀傷快速算法與仿真技術研討會，旨在探討毀傷快速算法和仿真技術的關鍵技術和發展方向。我國本領域專家學者積極參會和投稿，貢獻出了精彩的學術報告和高質量的學術論文，會議規模遠超組委會的預期。經過《爆炸與沖擊》期刊的嚴格審稿流程，多篇文章有幸獲得發表，形成本期專題。會議組委會由衷感謝全部參會人員、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！

國防科技大學 盧芳云 教授