我院2022年暑期国际讲堂《心脏力学：非线形弹性理论与计算》顺利结课

我是此次暑期课堂的助教，照着李卓榕老师给的模板写了此新闻稿。经此一事，我发现自己一点都不称职，事情干不好，毫无责任心。

2022年6月28日-7月22日，数学与统计学院暑期国际讲堂《心脏力学：非线形弹性理论与计算》在腾讯会议上授课圆满完成。该课程由学院邀请英国格拉斯哥大学应用数学与统计学院的高昊研究员进行授课。共计十多名来自教育实验学院、数学与统计学院、计算机学院、机电学院、西工大伦敦玛丽女王大学工程学院的本科生、研究生及旁听师生参加了学习。这也是本课程连续第三年在暑期国际课堂上呈现。

高昊博士，是格拉斯哥心脏协会（www.glasgowhart.org）的创始人之一，也是英国EPSRC资助的SofTMech中心（www.SofTMech.org）的关键研究员。高昊博士是计算心脏病学领域的领先研究者，特别是针对患者的多尺度物理建模有着深入的研究，并致力于将其转化应用于临床实践。他发表了80多篇经过同行评议的杂志论文以及书籍章节（谷歌引文：1500，H指数：23），目前参与了3个主要由EPSRC资助的心脏病数学建模项目，这些项目均与麻省理工学院和米兰理工大学（意大利）有相关合作。

随着医疗水平和计算机技术的进步，针对个体的心脏疾病医疗技术也得到了长足的发展。心脏力学采用数学物理方法对心脏进行建模，模拟心脏在工作过程中的应力应变情况，以研究各种心脏疾病的发病机理。临床上，心脏力学可以用于病人的诊断、治疗和预后评估。

本课程总共16个课时，高昊博士结合自己的研究经历，介绍了心脏力学在个体化医疗中的应用与前景（如图4），并且展示了其中使用的一些技术，例如从MRI图像重构心脏的几何模型，用流固耦合方法模拟血液的流动情况等，让同学们充分了解了心脏力学的应用前景。

通过该课程，学生们学习了张量计算这一计算力学中最基本的数学工具，通过高昊老师布置的习题，学生们掌握了张量梯度、积分、微分等相关公式的推导。随后，高昊老师向同学们详细说明了如何用张量描述物体的运动：通过引入应力张量这一概念，从另一个角度来看质量守恒、动量守恒、能量守恒等方程；针对超弹性体、本构关系描述了应力张量与物体形变之间的关系。最后高老师向大家介绍了有限元软件FEniCS的使用，通过有限元方法求解非线性弹性力学问题。尽管课程时间短、内容新、难度大，很多学生仍出色地完成了课后作业，大家拓展了认知，收获满满。

心脏力学是一个前沿的领域，通过课程的学习，同学们都对这一领域产生了浓厚的兴趣。这门课程为学生开启了心脏力学学科的大门，开拓视野、增长见识、提高对数学、物理、计算机等领域的认知水平，有利于学生未来的职业发展。

文/图：马鹏飞