题目: 脂质囊泡相场模型的物理约束保持算法与应用

主讲人：李琦 副教授

时间：2026年04月10日（星期五）14:30 —16:00

地点：理学院楼315

主办单位：理学院

主讲人简介：

李琦，男，1990年10月生，甘肃酒泉人，副教授，硕士生导师，现任教于长安大学理学院。2013年、2016年分别获得兰州大学理学学士和硕士学位，2020年获西安交通大学理学博士学位。主要从事微分方程数值解及科学计算研究，重点关注相场模型（扩散界面模型）及两相流问题的高效数值算法。在 Computer Physics Communications、Journal of Scientific Computing、Communications in Computational Physics 等期刊发表论文20余篇，主持国家自然科学基金青年项目、博士后面上项目等多项课题。曾于美国南卡罗来纳大学联合培养（2018–2020），并于2025–2026年在新加坡国立大学开展访问研究。

摘要：

在生物膜与细胞器动力学研究中，脂质囊泡相场模型因能够刻画囊泡形变、迁移与相互作用等复杂行为而受到广泛关注。然而，经典相场模型通常依赖罚函数近似体积与表面积约束，难以同时实现物理约束的严格保持、能量稳定性与数值效率。针对这一问题，本报告围绕脂质囊泡相场模型的物理约束保持与高效数值模拟展开研究：基于保守Allen–Cahn动力学与拉格朗日乘子方法构建新型相场模型，实现囊泡体积的精确保守与表面积约束的严格保持；进一步结合标量辅助变量（SAV/CSAV）方法，设计线性、解耦且无条件能量稳定的数值格式，并将其推广至流体耦合与多组分脂质囊泡模型。大量二维和三维数值实验表明，所提方法在精度、稳定性、约束保持能力及计算效率方面均表现良好，为脂质囊泡动力学的数值模拟提供了有效工具。