今天我们将带大家深入解析今天我们将带大家深入解析新加坡国立大学 数学系的博士生导师Prof.BAO,通过这样的“方法论”,让大家学会如何从了解一个导师开始,到后期更好地撰写套磁邮件及其他文书。

研究领域解析和深入探讨
Weizhu Bao教授的研究覆盖数学、物理、工程三大领域,形成“方法构建-理论分析-工程应用”的完整研究链,核心方向可归纳为两类。
- 核心方法论:数值方法与数学分析聚焦结构保持数值方法和长时动力学数值模拟,是该领域的核心研究方向。结构保持方法强调在数值离散过程中,保留原物理系统的本质特性(如能量守恒、面积守恒),避免传统方法因离散误差导致的物理意义失真。长时动力学模拟则针对含小参数的非线性系统(如弱非线性Klein-Gordon方程),解决传统数值方法在长时间尺度下误差累积的关键问题。
- 跨学科应用方向研究成果广泛应用于多个前沿领域:包括Bose-Einstein凝聚(BEC)、超导与超流中的量子涡旋动力学、计算流体力学(CFD)、等离子体物理、材料工程中的薄膜固态去湿等。这种跨学科布局的核心优势的是,以统一的数值方法框架解决不同物理体系的共性问题,比如用结构保持方法同时处理量子系统的基态计算与材料表面的扩散过程。
- 关键领域价值挖掘数值方法是连接理论物理与工程实践的桥梁,教授团队的研究既填补了复杂系统长时模拟的方法空白,又为实际工程问题提供了高精度计算工具。例如,量子涡旋动力学的研究为超导材料设计提供理论支撑,薄膜去湿的数值模拟则直接服务于电子器件中的薄膜制备工艺。
精读教授所发表的文章
2025年发表的多篇成果集中体现了“方法创新-跨领域应用”的研究特色,核心成果如下:
- Error Estimates of Numerical Methods for Long-time Dynamics of Nonlinear Klein-Gordon Equation系统综述弱非线性Klein-Gordon方程(NKGE)长时动力学的数值方法误差估计,覆盖O(ε⁻²)时间尺度的模拟精度问题。引入Regularity Compensation Oscillation(RCO)技术,建立时间分裂法的改进型一致误差界,明确网格尺寸、时间步长与小参数ε的依赖关系。
- A structure-preserving parametric finite element method for solid-state dewetting on curved substrates发表期刊:Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation(非线性科学与数值模拟领域顶刊)针对弯曲基底上薄膜各向异性能量的固态去湿问题,构建二维锐界面模型。通过弧长参数化拉直弯曲基底,提出对称弱形式实现无条件能量稳定,引入离散法向量修正确保面积守恒,采用Picard-Newton混合迭代算法高效求解非线性系统。
- A NORMALIZED GRADIENT FLOW METHOD FOR COMPUTING GROUND STATES OF SPIN-2 BOSE-EINSTEIN CONDENSATES发表期刊:SIAM Journal on Scientific Computing(应用数学与科学计算领域顶级期刊)提出归一化梯度流方法,高效求解自旋2 BEC的基态,为多分量量子系统的数值计算提供了新途径。
教授的学术地位
Weizhu Bao教授在国际数值分析与跨学科建模领域享有重要地位,影响力体现在三个维度:
- 学术任职与行业认可度自2012年起担任SIAM Journal on Scientific Computing副主编并连任,该期刊由国际工业与应用数学学会(SIAM)主办,是应用数学、科学计算领域的标杆期刊,副主编的长期任职充分证明其在领域内的学术权威。同时,作为学院副院长,其学术视野与组织能力进一步推动了跨学科研究网络的构建。
- 成果产出与质量累计发表221篇学术成果,2025年单年即发表5篇顶刊论文(含Physical Review A、Numerische Mathematik等领域旗舰期刊),另有2篇分别被Mathematics of Computation和Acta Materalia接收。高产出与高影响力的结合,彰显了其持续稳定的学术创造力。
- 研究方法的领域引领性提出的RCO技术、结构保持参数有限元方法等成为相关领域的经典工具,被广泛应用于非线性色散方程、量子系统、材料表面动力学等多个研究方向。跨学科的研究范式,为数学方法与物理、工程问题的深度融合提供了典范。
有话说
该项目以结构保持数值方法为核心,深耕跨学科建模与模拟,体现了“方法通用化、问题精准化”的研究逻辑,可以从以下角度进行思考:
- 结构保持方法的本质是还原物理系统的内在规律,未来可进一步拓展至多物理场耦合场景(如量子-经典耦合、流体-结构相互作用);
- 跨学科研究的核心是找到不同物理系统的数学共性,可探索将现有方法推广至更复杂的量子多体系统或新型功能材料的动力学模拟。
申请者应当聚焦自身在数值分析、数学物理或工程建模中的相关积累,突出对结构保持方法、长时模拟等核心技术的理解,同时可结合具体应用场景(如新型量子材料、先进薄膜工艺)提出研究拓展方向,强化方法与实际问题的结合度。
博士背景
Stellan,香港top5院校数学系博士生,研究方向为代数几何与数学物理交叉领域的镜像对称理论和Calabi-Yau流形。曾获香港数学会青年学者奖,研究成果发表于《Journal of Differential Geometry》、《Communications in Mathematical Physics》和《Advances in Mathematics》等国际顶级期刊。他在新加坡国立大学数学系完成本科与硕士学位,期间主持多项纯数学基础研究项目,现致力于代数拓扑方法在弦理论中的应用研究。
