围绕声波、水波、电磁波与工程结构物的复杂相互作用，本书旨在介绍半解析边界配点法在大规模复杂波场动力环境高精度模拟中的最新研究进展。本书以声场作为阐述复杂波场动力环境高精度模拟基本计算理论的研究载体。在计算理论部分，主要包括概论和四个声场研究专题。其后，本书工程应用实例部分基于前述半解析边界配点法理论，将其拓展至水波与电磁波仿真。本书以大规模复杂波场动力环境高精度模拟中半解析边界配点法渐次涉及的关键力学瓶颈为技术路线，对目前在高性能计算领域尚未完全解决的力学瓶颈进行研究探讨。如何存储和求解由半解析边界配点法导致的高病态稠密矩阵是本书的核心研究命题。基于新研发技术，发展可快速仿真大规模复杂波场的高性能计算软件，是本书的核心研究目标。
本书可作为计算力学、计算声学、计算数学、计算物理、水力学等专业方向的研究生教学用书，也可作为了解快速半解析边界配点法在大规模复杂波场动力环境高精度模拟中最新研究进展的参考用书。

李珺璞，工学博士，郑州大学副教授，美国工业与应用数学学会会员，担任Mathematical and Computational Applications客座编辑。2010-2019年本、硕、博就读于河海大学，并于2019年获得工学博士学位。2017-2019年在国家留学基金委资助下，赴澳大利亚国立大学研究深造。2020年就职于郑州大学，并于2021年晋升副教授，2022年被聘为研究生导师。主要研究方向为大规模工程计算、计算波动力学，在大规模高频声场计算、海洋动力环境模拟、涂覆纳米涂层材料的散射体电磁散射计算等方面有系统研究，近年来致力于发展大规模复杂波场动力环境高精度模拟的快速半解析边界配点法技术。曾先后多次赴美国、白俄罗斯、黑山、澳大利亚等国的科研院校做学术访问。截至2024年1月，已出版英文专著1部，发表学术论文28篇，其中第一作者24篇，中国科学院1区9篇，8篇论文人选为ESI（Essential Science Indicators）高被引论文（前1%），1篇论文人选为ESI热点论文（前0.1%），SCI （Science Citation Index）引用700余次，H指数16，单篇最高引用81；授权发明专利1项，软件著作权2件；主持国家自然科学基金青年项目、中国博士后科学基金特别资助及面上项目、海岸灾害及防护教育部重点实验室开放基金项目（揭榜挂帅）、河南省自然科学基金青年项目、河南省重点研发与推广专项（科技攻关）等国家级及省部级科研项目10余项；曾获河南省教育厅科技成果奖一等奖、宝钢教育奖、徐芝纶力学奖、博士生国家奖学金等多项荣誉奖励。

“博士后文库”序言
前言
第一部分 计算理论
第1章 概论
1.1 引言
1.2 声场计算中的数值方法
1.2.1 边界元方法
1.2.2 基本解方法
1.2.3 奇异边界法
1.2.4 边界节点法
1.2.5 快速多极子算法
1.2.6 核独立快速多极子算法
1.2.7 有限差分法
1.2.8 有限元方法
1.2.9 无网格方法
1.3 内容提要
1.3.1 技术路线
1.3.2 章节安排
第2章 中低频声场高精度计算的奇异边界法
2.1 引言
2.2 计算三维声场的源点强度因子
2.3 计算声场边界解和近边界解的近奇异因子
2.4 数值算例
2.5 奇异工具箱
2.5.1 介绍
2.5.2 源点强度因子发展概述
2.5.3 独立算例程序
2.6 本章小结
第3章 高频声场高精度计算的修正奇异边界法
3.1 引言
3.2 修正奇异边界法
3.3 数值算例
3.4 本章小结
第4章 高频声场高精度计算的双层基本解方法
4.1 引言
4.2 基本解方法虚拟边界的物理本质和影响规律
4.3 双层基本解方法
4.4 调整参数的显式经验公式
4.5 基本解方法离散误差推导
4.6 三维Helmholtz方程源点强度因子
4.7 数值实验
4.8 本章小结
第5章 大规模科学与工程高精度计算的修正双层算法
5.1 引言
5.2 修正双层算法
5.3 数值算例
5.4 本章小结
第6章 大规模声场高精度计算的双层快速多极边界元方法
6.1 引言
6.2 基于Burton-Miller公式的双层快速多极边界元方法
6.2.1 边界元基本公式
6.2.2 基于Burton-Miller公式的快速多极边界元方法
6.2.3 双层快速多极边界元方法
6.3 数值算例
6.4 本章小结
第7章 大规模科学与工程高精度计算的修正多层算法
7.1 引言
7.2 修正多层算法
7.2.1 修正双层算法回顾
7.2.2 修正多层算法
7.2.3 修正多层算法存储复杂度分析
7.3 数值算例
7.4 本章小结
第8章 时间依赖奇异边界法计算标量波方程
8.1 引言
8.2 时间依赖奇异边界法计算二维波方程
8.3 时间依赖奇异边界法计算三维波方程
8.4 基于时间依赖奇异边界法的主动噪声控制模型
8.5 本章小结
第9章 半解析边界配点法计算大规模复杂声场发展概述与展望
9.1 奇异边界法计算中低频声场发展概述
9.2 奇异边界法计算高频声场发展概述
9.3 奇异边界法计算大规模声场发展概述
9.4 奇异边界法计算标量波方程概述
9.5 半解析边界配点法发展展望
第二部分 工程应用实例
第10章 复杂目标电磁散射高精度计算的正则化矩量法
10.1 引言
10.2 正则化矩量法
10.3 Burton-Miller型正则化矩量法
10.3.1 电场积分方程
10.3.2 磁场积分方程
10.3.3 混合场积分方程
10.3.4 奇异项和近奇异项计算
10.4 快速近场近似预调节方法
10.5 数值算例
10.6 本章小结
第11章 复杂目标电磁散射高精度计算的正则化快速多极矩量法
11.1 引言
11.2 声场计算与电磁计算的联系与区别
11.3 正则化快速多极矩量法
11.4 数值算例
11.5 本章小结
第12章 快速预报大尺度复杂目标宽频声散射特性的双层快速直接求解器
12.1 引言
12.2 双层快速直接求解器
12.3 数值算例
12.4 本章小结
第13章 近岸海洋动力环境高精度模拟的奇异边界法
13.1 引言
13.2 水下旅馆近岸海洋动力环境模拟
13.2.1 水下旅馆数学建模
13.2.2 奇异边界法计算二维修正Helmholtz方程
13.3 近岸椭圆桩柱水波绕流精确解及数值模拟
13.3.1 椭圆桩柱水波绕流精确解
13.3.2 奇异边界法计算二维Helmholtz方程
13.4 近岸海上风力发电机组与海浪相互作用模拟
参考文献
附录
附录A 2.2节三维Helmholtz方程的源点强度因子MATLAB代码
附录B 2.3节三维Helmholtz方程的近奇异因子MATLAB代码
附录C 正则化矩量法编程中的寻边算法
附录D 基于MATLAB的稀疏近似逆矩阵代码
附录E 二维Laplace方程、Helmholtz方程和修正Helmholtz方程源点强度因子
附录F 外域和内域问题源点强度因子相互关系
附录G 大规模复杂声场仿真相关文献列表
附录H 工程实例部分相关文献列表
附录I 变量命名表
编后记