（3）并行计算：由于基于微观、细观、宏观的多尺度计算方法的不断发展，对计算能力提出了更高的要求，由此，多CPU的分布式网络系统将逐渐成为主流。

    在数值方法方面，近年来，一些新的计算方法不断涌现，主要概括如下：

    （1）高精度算法：上世纪80年代以来，以TVD、ENO、WENO为代表的高分辨率方法占据了计算流体力学发展的主流。近年来，数值方法研究又有新的突破，一些新型算法已经出现，其中有代表性的算法有美国学者S. C. Chang提出的时空守恒元解元（CE/SE）方法、日本学者提出的约束插值剖面算法（CIP算法）、香港学者徐昆发展的动力差分算法（BGK算法）、中国科学院力学研究所高智提出的摄动有限差分算法和摄动有限体积算法（PDF和PVF算法）等。

    （2）无网格方法：Lucy于1977 年提出了首个无网格法——光滑粒子流体动力学方法，由于无网格方法既可像Lagrange法一样跟踪材料变形历史，又不涉及网格畸变问题，因此受到了广泛的重视，目前比较有代表性的无网格方法有：光滑粒子流体动力学方法（SPH）、无单元Galerkin方法（EFG）、再生核质点法（RKPM）、径向基函数法（RBF）、无网格局部Petrov-Galerkin方法（MLPG）、单位分解方法（PU）、移动最小二乘法（MLS）等。

    （3）Level Set运动界面追踪方法：1988年，Osher等人提出了Level set方法。它不需要显式地追踪运动界面，从而可以较容易的处理复杂的物质界面及其拓扑结构发生变化的情形，界面的一些特征（如法向，曲率等）直接隐含在level set函数中，便于精细地描述界面，还易于向高维推广。此外，由于Level set函数的初值是光滑的符号距离函数，因此采用高精度、高分辨率格式成为可能。由于上述优点，使得Level Set方法在运动界面追踪方面显示了巨大的潜力。

    五、北京理工大学相关研究工作进展

    北京理工大学机电工程学院爆炸与冲击动力学学科组从上世纪80年代初就开始了爆炸力学计算方法研究以及程序开发等方面的工作，基于Euler型有限差分方法，先后开发了HEPC、MOCL、MMIC[1][2]等爆炸力学计算程序，对空中爆炸、水中爆炸、密实介质中爆炸、聚能射流以及侵彻等二维爆炸问题进行了数值模拟，并完善了前后处理系统，形成了与之相配套的Mesh-2D二维前处理软件、Visc-2D[3]二维可视化软件，同时，编写了CBCSS[4](COM Based Computational Steering System) 驾驭式计算模块，实现了对计算过程的交互控制计算。此外，对三维程序的算法也进行了大量研究工作，编写了MMIC-3D[5]计算程序及Visc-3D[6]三维可视化软件。近年来，在系统总结前面工作的基础上，以软件工程思想为指导，开发了二维爆炸与冲击问题仿真软件系统。

    二维爆炸与冲击问题仿真软件系统(2-Dimensional Simulation Software System for Explosion and Impact，简称Explosion-2D)是集前后处理程序、解算程序于一体的对爆炸与冲击问题进行数值模拟的非线性动力学分析软件。系统由数据输入子系统Mesh-2D、计算求解子系统MMIC-2D以及数据分析子系统Visc-2D三部分构成，分别实现仿真建模、计算求解以及数据分析的功能。

    Explosion-2D是基于有限差分方法的多物质欧拉型工程模拟软件，它能够处理可供选择的多种金属和非金属材料模型，如弹塑性、土壤、混凝土、流体、炸药及起爆、刚性材料等，并可考虑材料失效、损伤以及与应变率相关等性质。数据输入子系统Mesh-2D为用户提供了广泛、便捷的数据输入功能。数据分析子系统Visc-2D（Visualization in Scientific Computation）将MMIC-2D的计算结果转换为直观的、可交互的图像或动画，并具备数据提取、分析功能，便于用户对计算结果数据进行分析。

    Mesh-2D及Visc-2D利用VC6.0开发平台，采用面向对象的技术和MFC的文档/视图框架结构，通过工具条、下拉菜单和对话框来实现各种功能，其界面外观分别如图2和图3所示。

 
图2  MESH-2D的界面外观图

 
图3  Visc-2D的界面外观图

    由于实际爆炸力学问题都是三维的，仅有少部分问题可用二维模型进行简化，因此要想真实地模拟爆炸过程，开发三维爆炸力学仿真软件是十分必要的。我们在二维相关研究工作的基础上，开发了三维Euler型爆炸力学仿真程序以与其配套的后处理软件Visc-3D。Visc-3D的界面外观如图4所示，整个界面由两部分组成，左面是三维图像显示区，用于显示三维可视化绘制结果；右面是二维切片显示区，用来显示特定的二维切片信息及图形。

 
图4  Visc-3D的界面外观图

    目前Explosion-2D软件已在我国的一些武器装备设计和终点效应研究方面得到了应用。以该软件系统为核心，构成了“先进常规战斗部毁伤机理与终点效应研究”国防973 项目（2001～2005）的数字仿真平台。该软件系统在中国工程物理研究院、中国兵器工业系统总体部、太原市煤气公司等单位的国防科研及民用安全项目中得到了实际的应用，产生了较大的经济和社会效益。依托该软件的开发，培养了二十余名博士及硕士研究生，并在国内外期刊及学术会议上发表数十篇学术论文，对国内计算爆炸力学学科的发展做出了自己的贡献。

    上述自主开发的软件在学科组承担的一些