MERECES课题组（演变固体力学与计算实验室）隶属于上海交通大学浦江国际学院（原密西根学院），由“国家重大人才计划青年组”获得者沈泳星教授于2014年建立。实验室致力于推进固体演变过程（裂纹扩展、相变、烧结等）的机理理解，并为相关应用开发高效、可信赖的数值方法。近年来在断裂相场法、水力压裂数值模拟、薄壳体断裂和增材制造等应用领域，以及连续结点匹配法、万能网格、映射有限元和不连续Galerkin方法等数值方法方面均作出了贡献。课题组获得国家自然科学基金项目支持。现有博士生7人及参与科研活动的本科生若干，已培养博士毕业生11人、硕士毕业生8人。

课题组重视国内外学术交流，历年多人次参加重要国际学术会议、短期访问学习等，并与国内外知名课题组展开了深入的学术交流与合作。

研究方向

（1）断裂相场法的多种提速方法

断裂相场法通过弥散裂纹描述断裂过程，通常需要极细网格和大量非线性迭代，计算量较高。为此，本课题组发展了一系列加速算法：针对裂纹形核预测，提出“平行宇宙”算法；针对非均匀网格下时间步长不一致问题，提出非同步变分积分法；针对疲劳加载问题，提出基于时间多尺度理论的加速算法。此外，还提出了区域分解法、图形加速器并行法、网格自适应方法及基于无监督学习的流形学习法，从空间分解、硬件加速、网格优化与数据降维等维度进一步加速模拟。

（2）冲击断裂的相场方法

冲击加载下材料的断裂行为复杂，常伴随拉伸断裂与剪切带断裂。本课题组在弹塑性流体力学框架中引入断裂相场模型，能够捕捉高速冲击下的断裂模式。针对激光冲击强化处理金属试样引发的层裂问题，建立断裂相场模型，系统研究多次连续冲击后材料内部层裂的形成过程，以及冲击强度、间隔时间等关键因素对层裂行为的影响。

（3）电极颗粒疲劳断裂模拟

锂离子电池电极颗粒在充放电循环中承受反复的锂化/脱锂应力，易发生疲劳断裂。本课题组建立了电极颗粒在充放电循环加载下的疲劳断裂相场模型，能够模拟超过10⁴次循环（万次以上）的疲劳裂纹萌生与扩展行为，为理解电极颗粒的退化机理与寿命预测提供数值工具。