專家信息：

劉煥文，男，1963年3月生，湖南瀏陽人，浙江海洋大學教授，博士生導師，廣西自治區優秀專家，廣西自治區“新世紀十百千人才工程”第二層次人選。 

2001年博士畢業于澳大利亞臥龍崗大學數學專業。2004年獲教育部“全國優秀教師”。2005年任湘潭大學計算數學專業兼職博士生導師。2006年獲中華全國總工會“全國五一勞動獎章”。2013年獲“廣西壯族自治區優秀專家”稱號。2015年被聘為浙江省高校“錢江學者”特聘教授。

目前主要研究興趣為水波越過有限周期海底（如正弦沙紋或人工沙壩）產生布拉格共振反射的解析模擬及水波在無限周期海底上的能帶結構。2002年至今，主持國家自然科學基金課題7項，主持省部級自然科學基金課題7項。2010年獲廣西自然科學二等獎1項，排名第一。在國際權威學術期刊發表SCI檢索論文50篇。構造了緩坡類方程的系列解析解，破解了眾多國際同行（包括三位美國工程科學院院士）斷言幾乎不可能解決的開問題。2005年發表于《Coastal Engineering》的長波被梯形陷坑反射的封閉解，被美國陸軍工程師兵團的學者D.R.Michalsen等命名為劉-林解和劉-林模型，并得到美國工程科學院院士R.G.Dean等在《Coastal Engineering》上的正面評價“劉-林解具如下價值：提供了驗證數值解基礎，能夠演示寬廣波場解，討論了直線斜坡組成的廣泛地形，建立了適當的無量綱變量”。

社會學術團體兼職：國際SCI雜志《Journal of Hydrodynamics》,國內雜志《應用數學和力學》及《水動力學研究與進展》編委。

教育及工作經歷：

1979年9月-1982年6月，湖南科技大學大專。

1985年9月-1988年6月，湘潭大學碩士。

1988年6月-1991年11月，廣西民族大學助教。

1991年12月-1996年11月，廣西民族大學講師。

1996年5月-1997年3月，澳大利亞Wollongong大學訪問學者。

1996年12月-2000年11月，廣西民族大學副教授。

1997年3月-2000年11月，澳大利亞Wollongong大學博士。

2001年1月-2007年12月，廣西民族大學教授。

2002年2月-2004年1月，新加坡國立大學訪問學者。

2004年5月-2004年6月，天津大學特邀教授。

2005年9月-至今，湘潭大學博士生導師。 

學術兼職：

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主講課程：

資料更新中……

培養研究生情況：

1.2011年，指導碩士生謝健健以商榷的形式在《Coastal Engineering》58卷948-952頁發表論文，文中通過技巧性引入變量替換，改進了清華大學同行構造的長波越過水下淺灘散射現象的無窮級數解的收斂局限性，使得新級數解對任何水深情形在整個變水深區域都能夠百分之百保證收斂。

2.2011年，與已經回國在四川大學任長江學者特聘教授的林鵬智再度合作，指導廣西民族大學碩士生楊靜，利用微積分學中的隱函數定理，分別導出了求波數、相速度和組速度三個物理隱參數的任意階導數的遞推式，據此第一次給出了求修正緩坡方程級數解的通用方法，破解了四十年來國際同行認為不可能解決的難題。該項成果于2012年發表在應用物理領域國際權威雜志《Wave Motion》49卷455-460頁。

2.2013年，指導碩士生傅丹娟和孫小玲構造了波浪越過帶沖刷槽矩形防波堤時修正緩坡方程的解析解，論文發表在美國土木工程師協會《Journal of Engineering Mechanics》139卷第1期39-58頁。結果表明，麻省理工學院教授Mei在其英文名著《The Applied Dynamics of Ocean Surface Waves》中有關長波被矩形潛堤反射的反射系數是波譜變量的周期函數的經典結論其實是不正確的，因為劉煥文等從數學上嚴格證明了該反射系數在全波譜范圍僅為波譜變量具有衰減性的周期振蕩函數，而非永不衰減的周期函數，這正好與水波的物理特性相吻合。劉煥文解釋說，Mei教授基于長波理論所給出的解其推導無懈可擊，但由于對線性波色散關系采用了長波近似，導致最后得出的結論在大范圍看是不對的，而且是衰減與否的定性錯誤。他舉例說，若局限于地球上一個小地方近似地看，地球給人以錯覺，好像真是平的，尤其當我們身處廣袤無垠的華北平原，但當我們跳出地球在更大范圍的太空回望，才仿然大悟它是圓的。

4.指導碩士生羅恒、曾惠丹和石云萍成功給出了幾類布拉格潛堤各項參數間的優化曲線，成果分別在《Journal of Waterway Port Coastal and Ocean Engineering》和《Journal of Hydrodynamics》上發表。工程師們只需根據擬建防波堤海域來波的主頻和擬建防波堤的個數和高度，通過查閱劉煥文他們建立的優化曲線，馬上就能知道怎樣設置各種形狀潛堤的最優寬度。 　　

研究方向：

主要從事海洋波傳播的數學模擬研究，包括波浪散射的解析計算，防波堤優化設計，港口振蕩分析以及波浪越過周期海底的能帶結構分析。

承擔科研項目情況：

1.廣西自然科學基金，0135001，線性與非線性水波傳播的交互邊界元模擬，2002年1月 — 2004年12月，5.7萬元。

2.教育部優秀青年教師資助計劃, EYTP1784，海洋波傳播的交互邊界元模擬，2002年1月 — 2004年12月，11.4萬元。

3.國家自然科學基金,10162001，線性與非線性水波傳播的交互邊界元模擬，2002年1月 — 2004年1月，26萬元。

4.廣西十百千人才工程,2001225，海洋波傳播的交互邊界元模擬，2003年1月 — 2007年12月，6萬元。

5.教育部留學回國人員科研啟動基金,教外司留[2005]55號，水波散射的解析模擬，2005年1月 — 2007年12月，7.6萬元。

6.廣西自治區教育廳科研項目,桂教科研[2004]20號，水波散射現象的解析模擬，2005年1月 — 2006年12月，2.7萬元。

7.國家自然科學基金,10462001，水波反射、折射與衍射的解析模擬，2005年1月 — 2007年12月，36萬元。

8.廣西自然科學基金, 0575029，二元三次樣條函數空間及其逼近，2005年7月 — 2007年12月，3.8萬元。

9.廣西自然科學基金留學回國人員，0639008，線性與非線性海洋波傳播的解析模擬，2006年5月 — 2009年4月，7.6萬元。

10.科學工程計算與數值仿真湖南省重點實驗室，二元樣條函數及其逼近，2008年6月 — 2011年5月，2萬元。

11.國家自然科學基金,10962001，線性和非線性海洋波傳播的解析模擬，2010年1月 — 2012年12月，18萬元。

12.廣西自然科學基金,2010GXNSFA013115，非理想海底地形條件下海洋波傳播的解析模擬，2010年7月 — 2012年6月，4萬元。

13.廣西自然科學基金重點項目,2011GXNSFD018006，波浪反射效應的數學模擬及防波堤優化設計的基礎研究，2011年3月 — 2014年2月，18萬元。

14.廣西自治區教育廳科研項目,201102ZD014，全波譜波場散射效應的解析模擬與海洋波波能捕獲，2012年1月 — 2014年12月，14萬元。

15.國家自然科學基金, 51149007，緩坡方程、修正緩坡方程和擴展緩坡方程的準確解析解研究，2012年1月 — 2012年12月，10萬元。

16.國家自然科學基金, 51369008，緩坡類方程的解析解與逼近解析解及港口防波堤優化設計的基礎研究，2014年1月 —2017年12月，50萬元。

科研成果：　

1.領銜完成的研究成果《海洋波傳播的解析模擬和交互邊界元模擬》經廣西科技廳組織兩位院士和三位國家杰青基金獲得者組成的專家組評審，認定其研究水平達到國際領先，該項目于2010年獲廣西自然科學獎二等獎。

2.多元樣條函數空間及二元B樣條有限元，獲廣西科技進步獎三等獎，廣西壯族自治區人民政府，2004年12月，2004-3-057-01，排名1。

3.2013-2014年取得的“顯式緩坡方程及其系列解析解”成果，被《中國科學報》2014年8月27日以“廣西民族大學實現緩坡方程由隱式到顯式轉變”予以專題報道。

4.美國工程院院士R.G. Dean在近海工程領域國際專業雜志《Coastal Engineering》2005年52卷201頁評價“劉-林長波閉合形式解析解具有如下價值：提供了驗證數值解基礎，能夠演示寬廣波場解，討論了直線斜坡組成的范圍廣泛的地形，建立了適當的無量綱變量”；美國陸軍工程兵團專家和韓國學者在國際專業雜志《Journal of Waterway, Port, Coastal and Ocean Engineering》2008年134卷1-11頁的合作論文中將長波閉合形式解析解以兩位作者劉煥文和林鵬智的姓命名為劉-林解(LL solution)和劉-林模型(LL model)。

5.2012年發表于國際專業期刊《Wave Motion》49卷445-460頁的論文，利用微積分學中的隱函數定理，分別導出了波數、相速度和組速度三個隱參數的任意階導數的遞推式，據此第一次給出了求緩坡類方程準確解析解的通用方法。依據此新方法，2013年發表在美國土木工程師協會《Journal of Engineering Mechanics》139卷第1期39-58的論文，構造了波浪越過帶沖刷槽矩形防波堤時修正緩坡方程的解析解，指出了C.C. Mei院士在其名著《The Applied Dynamics of Ocean Surface Waves》中有關長波反射系數是周期函數的結論放在整個波譜范圍看是不正確的, 因為該文從數學上嚴格證明了反射系數僅為周期振蕩函數, 而非周期函數。

6.2014年發表于國際專業期刊《Journal of Engineering Mathematics》87卷的論文，給出了解析求解緩坡方程一個更簡便的辦法，通過引入具有物理意義的波譜變量kh作為緩坡方程中的自變量（其中h為變水深，k為相應的波數），第一次將隱式緩坡類方程成功轉化為顯式緩坡類方程，由此建立了一個解析求解緩坡類方程的簡便的通用方法。依據此法給出的5個不同地形下修正緩坡方程的解析解已分別在本領域國際權威雜志《Wave Motion》, 《Ocean Engineering》(2篇), 《Journal of Waterway, Port, Coastal and Ocean Engineering》和《Applied Ocean Research》上發表，得到了國際海洋工程界和水動力學界的肯定和認可。

7.與華裔學者林鵬智教授和印度裔學者Shankar教授合作，成功給出了緩坡方程的逼近解析解，于2004年發表在近海工程專業國際頂級雜志《Coastal Engineering》51卷421-437頁。該文創立的逼近解析技術隨后在國際水波界引發系列后繼性工作，臺灣國立成功大學在2004～2007年將該逼近解析技術作為博士論文課題予以專門研究。

8.2011年，與已經回國在四川大學任長江學者特聘教授的林鵬智再度合作，指導廣西民族大學碩士生楊靜，利用微積分學中的隱函數定理，分別導出了求波數、相速度和組速度三個物理隱參數的任意階導數的遞推式，據此第一次給出了求修正緩坡方程級數解的通用方法，破解了四十年來國際同行認為不可能解決的難題。該項成果于2012年發表在應用物理領域國際權威雜志《Wave Motion》49卷455-460頁。

 9.與林鵬智教授一起，花了一個禮拜，硬是用手算的方法，將8階行列式按行逐步展開，推導出長波越過梯形陷坑時的閉合形式解析解。該結果于2005年以商榷形式發表在《Coastal Engineering》52卷197-200頁，囊括了以往多位國外學者的相關經典結果為特例。兩位原作者Bender和Dean在《Coastal Engineering》2005年52卷上撰文給予正面回應：“劉和林的解析解具有如下價值：提供了驗證數值解基礎，能夠演示寬廣波場解，討論了直線斜坡組成的廣泛地形，建立了適當的無量綱變量”。而美國陸軍工程兵團專家Michalsen，俄勒岡州立大學Haller和韓國首爾國立大學教授Suh在《Journal of Waterway Port Coastal and Ocean Engineering》2008年134卷1-11頁發表的合作論文中將該結果以劉煥文和林鵬智的姓命名為劉-林解(LL solution)和劉-林模型(LL model)，并在同一篇論文中引用達12次之多。 

代表性論文：

[1]潘俊杰, 劉煥文, 李長江. 周期排列拋物形系列溝槽引起的線性水波Bragg共振及共振相位上移[J]. 應用數學和力學, 2022, 43 (03): 237-254.

[2]李濤, 黃亞娥, 向敬, 劉煥文, 江浩. 基于模糊可拓集的跨海系桿拱橋耐久性評估[J]. 中南大學學報(自然科學版), 2021, 52 (07): 2470-2479.

[3]Guo, Fu-Cheng; Liu, Huan-Wen*; Pan, Jun-Jie.Phase downshift or upshift of Bragg resonance for water wave reflection by an array of cycloidal bars or trenches.Wave Motion, 2021, 106: 102794.

[4]Huan-WenLiu（劉煥文）*; Hui-DanZeng（曾慧丹）; Hui-DongHuang（黃慧冬）.Bragg resonant reflection of surface waves from deep water to shallow water by a finite array of trapezoidal bars.Applied Ocean Research, 2020, 94: 101976.

[5]Liu, Huan Wen*; Liu, Yue; Lin, Pengzhi.Bloch band gap of shallow-water waves over infinite arrays of parabolic bars and rectified cosinoidal bars and Bragg resonance over finite arrays of bars.Ocean Engineering, 2019, 188: 106235.

[6]Huan-WenLiu（劉煥文）; Xiao-FengLi（李小鳳）; PengzhiLin（林鵬智）*.Analytical study of Bragg resonance by singly periodic sinusoidal ripples based on the modified mild-slope equation.Coastal Engineering, 2019, 150: 121-134.

[7]羅炯興, 劉煥文. 線性空間中函數的單位分解性[J]. 西昌學院學報(自然科學版), 2018, 32 (03): 51-56+78.

[8]Huan-WenLiu（劉煥文）*; Qun-BinChen（陳群斌）; Jian-JianXie（謝健�。�.Analytical benchmark for linear wave scattering by a submerged circular shoal in the water from shallow to deep.Ocean Engineering, 2017, 146: 29-45.

[9]Huan-WenLiu（劉煥文）*.Band gaps for Bloch waves over an infinite array of trapezoidal bars and triangular bars in shallow water.Ocean Engineering, 2017, 130: 72-82.

[10]丁玉龍, 劉煥文 &  林鵬智. (2017). 線性長波越過變水深理想陷坑陣列的共振散射. (eds.) 第十八屆中國海洋（岸）工程學術討論會論文集（上） (pp.168-174).  

[11]劉煥文*.沙壩及人工沙壩引起海洋表面波Ｂｒａｇｇ 共振反射的研究進展.應用數學和力學, 2016, 37(5): 459-471.

[12]劉煥文*; 林鵬智。水波問題中線性長波方程和緩坡方程解析解研究進展.四川大學學報(工程科學版), 2016, 48(03): 12-25. 

[13]劉煥文. 沙壩及人工沙壩引起海洋表面波Bragg共振反射的研究進展[J]. 應用數學和力學, 2016, 37 (05): 459-471. 

       [14]Guo-JiTang（唐國吉）*; Huan-WenLiu（劉煥文）; Xing Wang.A projection-type method for variational inequalities on Hadamard
manifolds and verification of solution existence.Optimization, 2015, 64(5): 1081-1096.

[15]Huan-WenLiu(劉煥文)*; HengLuo(羅恒); Hui-DanZeng(曾慧丹).Optimal collocation of three kinds of Bragg breakwaters for Bragg resonant reflection by long waves.Journal of Waterway Port Coastal and Ocean Engineering-ASCE, 2015, 141(3): 1-17.

[16]Huan-WenLiu(劉煥文)*; Yun-PingShi(石云萍); Dun-QianCao(曹敦虔).Optimization to parabolic bars for maximum Bragg resonant reflection of long waves.Journal of Hydrodynamics, 2015, 27(3): 373-382. 

[17]劉煥文. (2015). 緩坡方程解析解的研究進展綜述. (eds.) 第十七屆中國海洋（岸）工程學術討論會論文集（上） (pp.341-346).  

[18]BoLiao（廖波）; Dun-QianCao（曹敦虔）; Huan-WenLiu（劉煥文）*.Wave transformation by a dredge excavation pit for waves from shallow water to deep water.Ocean Engineering, 2014, 76: 136-143.

[19]Huan-WenLiu（劉煥文）*; Xiao-MeiZhou（周小妹）.Explicit modified mild-slope equation for wave scattering by piecewise monotonic and piecewise smooth bathymetries.Journal of Engineering Mathematics, 2014, 87: 29-45.

[20]Huan-WenLiu（劉煥文）*; Xiao-LingSun（孫小玲）.An analytical solution for long-wave scattering by a submerged cylinder in an axi-symmetrical pit.Journal of Marine Science and Technology, 2014, 22(5): 542-549.

[21]Huan-Wen Liu*, Qiu-Yue Wang, Guoji Tang.Exact solution to the modified mild-slope equation for wave scattering by a cylinder with an idealized scour pit.Journal of Waterway, Port, Coast. and Ocean Engineering-ASCE (航道、港口、近海與海洋工程雜志)（2013）139.5.413-423.SCI, EI收錄

[22]Huan-Wen Liu*, Jian-Jian Xie.The series solution to the modified mild-slope equation for wave scattering by Homma islands.Wave Motion (波浪運動)（2013）50.4.869-884.SCI, EI收錄

[23]Huan-Wen Liu*, Xiao-Mei Zhou.Explicit modified mild-slope equation for wave scattering by piecewise monotonic and piecewise smooth bathymetries.Journal of Engineering Mathematics (工程數學雜志)（2013）82.DOI: 10.1007/s10665-013-9661-6

[24]Huan-Wen Liu*, Jiong-Xing Luo.An analytical solution for linear long wave reflection by two submerged rectangular breakwaters.Journal of Marine Science and Technology (海洋科學與技術雜志)，2013, 21(2): 142-148.SCI, EI收錄

[25]Jian-Jian Xie, Huan-Wen Liu*.Analytical study for linear wave transformation by a trapezoidal breakwater or channel.Ocean Engineering (海洋工程), 2013, 64: 49-59.SCI, EI收錄

[26]Huan-WenLiu（劉煥文）*; Dan-JuanFu（傅丹娟）; Xiao-LingSun（孫小玲）.Analytic solution to the modified mild-slope equation for reflection by a rectangular breakwater with scour trenches.Journal of Engineering Mechanics-ASCE, 2013, 139: 39-58.

[27]Huan-WenLiu（劉煥文）*; Jiong-XingLuo（羅炯興）; PengzhiLin（林鵬智）; RuiLiu（劉銳）.An analytical solution for long-wave reflection by a general breakwater or trench with curvilinear slopes.Journal of Engineering Mechanics-ASCE, 2013, 139: 229-245.

[28]Liu, Li-Bin*; Liu, Huan-Wen。Compact difference schemes for solving telegraphic equations with Neumann boundary conditions。Applied Mathematics and Computation, 2013, 219(19): 10112-10121.

[29]Xi-Yuan Zhai; Huan-WenLiu(劉煥文)*; Jian-Jian Xie。Analytic study to wave scattering by a general Homma island using an explicit form of the modified mild-slope equation。Applied Ocean Research, 2013, 43: 175-183. 

[30]石云萍, 唐國吉 &  劉煥文. (2013). 雙層流體中內波越過截頂淺灘時散射效應的解析模擬. (eds.) 第十六屆中國海洋（岸）工程學術討論會論文集（上冊） (pp.131-142).  

[31]黃艷, 曹敦虔 &  劉煥文. (2013). 線性長波越過理想和擬理想潛堤反射效應的解析模擬. (eds.) 第十六屆中國海洋（岸）工程學術討論會論文集（上冊） (pp.687-700).  

[32]陳群斌 & 劉煥文. (2013). 長波越過擬理想挖掘陷坑散射效應的解析模擬. (eds.) 第十六屆中國海洋（岸）工程學術討論會論文集（上冊） (pp.701-710).  

[33]曾慧丹, 劉煥文 &  唐國吉. (2013). 矩形Bragg防波堤引起線性長波共振反射的最優配置. (eds.) 第十六屆中國海洋（岸）工程學術討論會論文集（上冊） (pp.672-681).  

[35]Jian-JianXie（謝健健）; Huan-WenLiu（劉煥文）*.An exact analytic solution to the modified mild-slope equation for waves propagating over a trench with various shapes.Ocean Engineering, 2012, 50: 72-82..SCI：978TT, EI收錄.http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0029801812001758

[36]Huan-WenLiu(劉煥文)*; JingYang（楊靜）; PengzhiLin（林鵬智）.An analytic solution to the modified mild-slope equation for wave propagation over one-dimensional piecewise smooth topographies.Wave Motion, 2012, 49: 445-460.

[37]Chen, Sun-Kang*; Liu, Huan-Wen; Cui, Xiang-Zhao.Local Hermite Interpolation by Bivariate C-1 Cubic Splines on Checkerboard Triangulations.Journal of Computational Analysis and Applications, 2012, 14(3): 559-568. 

[38]Jian-Jian Xie, Huan-Wen Liu*, Pengzhi Lin.Analytical solution for long wave reflection by a rectangular obstacle with two scour trenches.Journal of Engineering Mechanics - ASCE(工程力學雜志)（2011）137.12.919-930.SCI：876VE, EI收錄http://ascelibrary.org/emo/resource/1/jenmdt/v137/i12/p919_s1?isAuthorized=no

[39]Li-Bin Liu*,Huan-Wen Liu.A new fourth-order difference scheme for solving an N-carrier system.International Journal of Computer Mathematics (計算機數學國際雜志)（2011）88.3553-3564

 [40]Li-Bin Liu,Huan-Wen Liu*, Yanping Chen.Polynomial spline approach for solving second-order boundary-value problems with Neumann conditions.Applied Mathematics and Computation (應用數學與計算), 2011, 217(16): 6872-6882. SCI收錄

 [41]Huan-Wen Liu*, Jian-Jian Xie.Discussion of ``Analytic solution of long wave propagation over a submerged hump" by Niu and Yu (2011).Coastal Engineering (近海工程)(2011)58.9.948-952 SCI：801ZX, EI收錄http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378383911000652

 [42]羅煦瓊, 劉煥文, 杜其奎. 廣義Ⅱ型三角剖分下二元樣條函數空間S4～2(■mn)的維數[J]. 高等學校計算數學學報, 2011, 33 (03): 261-269.

 [43]李娜, 趙學杰, 劉煥文. W-加密三角剖分下二元五次超樣條函數空間的局部Lagrange插值[J]. 計算數學, 2011, 33 (03): 298-312.

 [44]Sunkang Chen, Huan-Wen Liu.An improvement to a C2 quintic spline interpolation scheme on triangulations.Journal of Computational Analysis and Applications(計算分析與應用雜志)（2010）12.4.760-767.SCI收錄

 [45]Sunkang Chen, Huan-Wen Liu.Lagrange Interpolations by Bivariate C1 Cubic Splines on Powell-Sabin's Triangulations.Journal of Computational Analysis and Applications(計算分析與應用雜志)（2010）12.1.163-171.SCI收錄

 [46]Li-Bin Liu,Huan-Wen Liu.Quartic spline methods for solving one-dimensional telegraphic equations.Applied Mathematics and Computation(應用數學與計算)（2010）216.951-958.SCI收錄

 [47]Huan-Wen Liu*, Na Yi.Dimensions of bivariate C1 cubic spline spaces over unconstricted triangulations with valence six.Journal of Applied Functional Analysis (應用泛函分析雜志)（2010）5.4.357-369

 [48]Sun-Kang Chen，Huan-Wen Liu.Lagrange Interpolations by Bivariate C^1 Cubic Splines on Powell-Sabin’s Triangulations.Journal of Computational Analysis and Applications(計算分析與應用雜志)(2010)12.163-171.SCI收錄

[49]諶孫康, 劉煥文. 廣義Ⅱ型三角剖分下二元樣條函數空間S2～1(■mn)的維數[J]. 高等學校計算數學學報, 2010, 32 (03): 254-260.

[50]劉煥文, 黃聰. 美式期權定價問題罰函數法的歐拉-拉格朗日分裂格式[J]. 湘潭大學自然科學學報, 2010, 32 (02): 1-6.

[51]劉利斌, 劉煥文, 殷麗霞. 不可約Z-矩陣最小特征值的數值算法[J]. 工程數學學報, 2010, 27 (01): 105-110.

 [52]Song-Ping Zhu, Huan-Wen Liu，T.R. Marchant.A perturbation DRBEM model for weakly nonlinear wave run-ups around islandsEngineering Analysis with Boundary Elements (工程分析邊界元)（2009）33.1.63-76.SCI: 388JO; EI:084711731977

 [53]Huan-Wen Liu, Li-Bin Liu.A semi-discretization method based on quartic splines for solving one-space-dimensional hyperbolic equationsApplied Mathematics and Computation(應用數學與計算)（2009）210.2.508-514.SCI: 425LD; EI:20091412003207

 [54]Huan-Wen Liu,Le-Le Fan.Lagrange interpolations using bivariate C1 quinticsupersplines on doubleClough–Tocher refinements.Computers and Mathematics with Applications (計算機與數學應用)（2009）58.1636-1644 SCI:504QA

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 [56]Na Yi, Huan-Wen Liu.A Discussion to Dimensions of Spline Spaces Over Unconstricted Triangulations.International Journal of CAD/CAM(計算機輔助設計國際雜志)(2009)9.1.25-29

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 [79]Huan-Wen Liu, Don Hong.Bivariate cubic spline space over even stratified triangulations.Journal of Computational Analysis and Applications (計算分析與應用)(2002)4.19-36.SCI: 514HW

 

榮譽獎勵：

1.2002年，入選教育部優秀青年教師資助計劃人選。

2. 2002年，入選廣西“十百千人才工程”第二層次人選。

3. 2004年，獲評教育部“全國優秀教師”。

4. 2005年，獲“廣西壯族自治區先進工作者”稱號。

5. 2006年，獲中華全國總工會“全國五一勞動獎章”。

6. 2006年，獲中央統戰部“各民主黨派、工商聯、無黨派人士全面建設小康社會作貢獻先進個人”。

7. 2006年，獲“廣西留學回國人員先進個人”稱號。

8. 2010年，獲廣西自然科學獎二等獎。

9. 2013年，被評為“廣西壯族自治區優秀專家”。

 

劉煥文：喜歡思考的人生一直在路上

 2019-01-08  

人物簡介：湖南瀏陽人，現任教于浙江海洋大學船舶與機電工程學院，二級教授。1982年大專畢業于湘潭師專數學系。1982-1985年在湖南瀏陽九中任高中數學教員。1985-1988年在湘潭大學計算數學專業攻讀碩士學位。1988-2016年在廣西民族大學歷任講師、副教授、教授。期間，1997-2000年在澳大利亞臥龍崗大學（University of Wollongong）數學專業攻讀博士學位。2002-2004年任新加坡國立大學土木系研究學者（Research Fellow）。2004年獲教育部“全國優秀教師”。2006年獲中華全國總工會“全國五一勞動獎章”。2013年獲“廣西自治區優秀專家”稱號。2015年被聘為浙江省高校“錢江學者”特聘教授。目前擔任國際SCI期刊《Journal of Hydrodynamics》,國內核心期刊《應用數學和力學》及《水動力學研究與進展》編委。

 

“思考問題，是一個享受的過程。”

“紙上得來不見得淺，絕知此事也不一定要躬行！”

劉煥文，從一名普通的大專生到國外高校博士，從一位高中數學教師到在學術上有建樹的學者，走出了一條精彩的人生之路，有從低谷奮斗崛起的曲折經歷，也有在研究中屢獲突破的欣喜。記者請劉煥文對他幾十年來的研究生涯做一個總結，他認為，思考無止境，較真是關鍵。

澳洲臥龍崗大學讀博：數學到水波的蝶變

劉煥文教授目前的主要研究興趣為水波越過有限周期海底（如天然正弦沙紋地形或人工沙壩）時產生的布拉格共振反射的解析模擬及水波在無限周期海底上的能帶結構。2002年至今，他主持國家自然科學基金課題7項，主持省部級自然科學基金課題7項。2010年獲廣西自然科學二等獎1項，排名第一。在國際專業學術期刊發表SCI論文50多篇。構造了緩坡類方程的系列解析解，破解了眾多國際同行（包括三位美國國家工程科學院院士）斷言幾乎不可能解決的問題。另外，2005年他與新加坡國立大學林鵬智教授合作發表于《Coastal Engineering》的梯形陷坑引起長波反射的封閉解，被美國陸軍工程師兵團和韓國首爾國立大學等的專家命名為劉-林解（L-L solution）和劉-林模型（L-L model），并得到美國國家工程科學院院士Dean等人在國際雜志《Coastal Engineering》上的正面評價。

劉煥文主要興趣在于水波問題解析解，又稱理論解或公式解，純粹的數學推導和符號計算，所需資源主要是一支筆和一臺電腦。

但是，以前他在湘潭師專上大專和在湘潭大學讀碩士所學的和在瀏陽九中任教所教的一直都是數學，與水波毫不相干。轉折發生在1996年5月1日國際勞動節，那一天，受廣西壯族自治區政府公派，他前往澳大利亞臥龍崗大學訪問進修，那是他第一次走出國門。因為他在該大學的導師、華裔學者諸頌平教授當時正從事水波傳播模擬的研究，因此這次出國訪問使劉煥文開始接觸一個新的研究領域。而訪問結束后，諸頌平教授希望他繼續留下來攻讀博士學位。導師的強力推薦和之前較好的學術研究積累，使他在與全球眾多留學申請者的競爭中勝出，同時獲得澳大利亞政府的海外研究生獎學金OPRS和臥龍崗大學的研究生獎學金UPA的雙重資助，從此算是完全轉入了水波領域。用他自己的話說，與星辰大海的后一半沾上了邊。劉煥文發現，和國內學者終身一個專業或一個方向做到老不一樣，國外的學科“雜交”很平常很普遍，經濟系可以招聘數學專業的師資，數學系又或許會招聘工科的博士。而他原本學的是數學，現在改為去研究水波，也算是數學與水動力學的雜交。從此，過去在他看上去十分抽象的偏微分方程，現在每一項都有了明確的物理意義。令人感到不可思議的是，無論是春風吹皺的水上漣漪還是地震引發的海嘯狂潮，它們竟然都可以由數學上的微分方程所描述和控制，如長波方程、拉普拉斯方程、歐拉方程和納維-斯托克斯方程等，也因此這些微分方程都被稱為水波控制方程（Governing equation）。這讓他感受到了數學的魅力和神通廣大！

在臥龍崗大學訪學及攻讀博士學位的四年多時間，雖然所從事的是水波問題的邊界元數值模擬，但他同時也了解到國際上一個長時間沒有解決的有關緩坡方程（Mild-slope equation）的解析模擬問題。緩坡方程由瑞典學者Berkhoff于1972 年建立以來，成為能夠模擬從深水波到有限水深水波再到淺水波，并同時包含折射與衍射雙重效應的強大工具。但有關該方程的解析解一直沒有找到。當時的國際水波界普遍認為，緩坡類方程的解析解應該沒法找到，原因在于該方程的系數所涉及的波數k是由隱式的色散關系所定義，說得更具體一點就是，緩坡方程這個微分方程的系數不是簡單的常數，也不止是空間自變量的函數，而是空間自變量的隱函數！一般的偏微分方程和常微分方程的教材都不會討論這樣復雜的情形。美國國家工程科學院院士、麻省理工學院講席教授Mei 1984年曾在他的中文專著中明確指出“求緩坡方程解析解很困難”。另兩位美國國家工程科學院院士、佛羅里達大學講席教授Dean和約翰霍普金斯大學講席教授Dalrymple 1984在他們的合作名著中指出“Analytical solutions to the model equations are few”（該模型方程的解析解幾乎沒有）。還有臥龍崗大學資深教授諸頌平及韓國和臺灣的幾位國際同行，也在水波領域多個國際專業期刊上斷言“對緩坡方程解析求解幾乎不可能，數值解只能是唯一選擇！”從此該問題在劉煥文心中留下了深刻印象，為他日后圓滿解決這一問題播下了種子。

新加坡國立大學合作研究：劉-林模型被國外同行冠名

2000年底自澳大利亞博士畢業回國后，恰逢國內始于1999年的高校擴招，全國高校師資緊張，但劉煥文婉拒了上海、南京和長沙幾所高校的邀請，仍然回到了原單位廣西民族大學任教。他對記者說，雖然在國外讀博拿的是澳洲的全額獎學金，但他最初是廣西公派出國的，感覺不回廣西工作良心不安。回國后，他于2002年2月至2004年1月前往新加坡國立大學土木學院，以研究學者的身份參與新加坡國立大學、美國康奈爾大學和新加坡國家氣象署有關海嘯的合作研究項目，從此開啟了與華裔學者林鵬智教授此后的長期合作研究。2004年他倆與印度裔學者Shankar教授一起，借用英國學者Hunt 于1976年給出的對隱式線性水波色散關系的一個顯式逼近，構造了緩坡方程的泰勒級數形式的逼近解析解。論文發表在國際海岸與近海工程領域的頂級雜志《Coastal Engineering》。這是自1950年美國學者Eckart建立類似緩坡方程半個多世紀以來國際水波界第一次構造出緩坡方程的近似解析解，為以后構造出緩坡方程的準確解析解，了解水波在非平整海底地形上的傳播機理奠定了基礎。2005年，他與林鵬智教授合作構造的有關廣義梯形潛堤對淺水波反射的封閉解發表在美國土木工程師協會雜志《Journal of Engineering Mechanics》。2007年，他們利用緩坡方程近似解析解模擬水下截頂淺灘對波能誘捕（Wave energy trapping）的合作論文發表在美國土木工程師協會另一雜志《Journal of Waterway, Port, Coastal and Ocean Engineering》。特別值得一提的是，劉煥文在2003年瀏覽最新發表的學術論文時，讀到美國國家工程科學院院士Dean與合作者當年發表在《Coastal Engineering》的一篇論文，該文建立了長波在廣義梯形凹槽上傳播時反射系數的數值解。經過仔細研讀，他和林鵬智教授發現只要再進一步解析求解一個8階的代數方程組，就可以直接給出計算反射系數的準確公式，從而將Dean和合作者的數值解提升為簡潔的解析解。他和林鵬智教授將此結果發表在《Coastal Engineering》上。由于采用的是與原作者商榷討論的形式，因此美國工程院院士Dean與合作者在該雜志上給予了公開答復，對該解析公式給予了正面評價“劉-林解具如下價值：提供了驗證數值解基礎，能夠演示寬廣波場解，討論了直線斜坡組成的廣泛地形，建立了適當的無量綱變量”。2007年，該封閉形式的解析解被美國陸軍工程師兵團和韓國首爾國立大學等的學者在美國土木工程師協會雜志《Journal of Waterway, Port, Coastal and Ocean Engineering》上命名為劉-林解和劉-林模型。 

廣西民大耕耘：緩坡方程被徹底破解

2004年，劉煥文從新加坡再回到國內原單位后，因為廣西民族大學沒有水波研究的學術方向，他又重拾計算數學領域的多元樣條函數研究。直到2010年申報廣西自然科學獎，在檢索之前發表的關于緩坡方程逼近解析解的論文時，他驚喜地發現他們以前的研究成果得到了國內外同行的很多關注，該領域一些國際知名學者也引用他們創立的逼近解析方法去求解其它水波問題。另外，以他為第一完成人的研究成果《海洋波傳播的解析模擬與交互邊界元模擬》經廣西科技廳組織兩位院士和三位國家杰出青年基金獲得者組成的專家組評審, 認定其達國際領先，其中中國工程設計大師、中國工程院謝世楞院士認為“該項研究具重要理論意義和相應應用價值，總體評價達國際領先水平”。該成果2010年獲廣西自然科學二等獎。

正是因為國際上系列后繼研究的引用和國內評審專家的好評，讓劉煥文意識到水波解析解方面的研究可能具有不錯的前景，于是他立即指導2008級5位碩士研究生從研究樣條函數改為研究水波傳播。

2012年，他指導研究生楊靜利用微積分學中的隱函數定理，分別導出了波數、相速度和組速度三個隱參數的任意階導數的遞推式，據此第一次給出了求緩坡類方程準確解析解的通用方法，其論文發表于國際專業期刊《Wave Motion》。2014年，他進一步利用數學變換，將隱式緩坡類方程成功轉化為顯式緩坡類方程，由此建立了一個解析求解緩坡類方程的通用方法。依據此法，他指導多位碩士研究生給出了不同地形下修正緩坡方程的準確解析解，系列論文均發表在《Wave Motion》《Ocean Engineering》等水波領域的國際權威雜志，得到國際水波界的廣泛肯定。至此，緩坡方程的準確解析解被徹底破解。 

浙江海洋大學再沖刺：期待破譯波浪傳播的秘密

2016年2月，劉煥文以浙江省高校“錢江學者”特聘教授的身份被引進來到浙江海洋大學。在這個面朝大海，涉海學科成群結隊，海洋特色顯著的海洋人才培養的搖籃，劉煥文感覺如魚得水。他繼續奔跑，三年時間內主持了兩項以浙江海洋大學為依托單位的國家自然科學基金面上項目，一個是《在深度漸變的周期底部上傳播的液體表面波的頻帶結構》，借鑒固體力學中有關電磁波的能帶理論，擬從理論上找出水波無法傳播的所謂禁帶（stop band）或頻隙（frequency gap），以此弄清楚什么頻率的水波可以被水下潛堤完全阻擋，形成全反射，使得港口和近海設施得以保護，海岸不被沖刷。

他主持的另一在研國家自科項目是《二維水波共振反射的修正布拉格原理》。眾多的研究都表明，布拉格共振原理雖然在晶體對電磁波（非機械波）的反射中準確成立，但在水波這個機械波中卻誤差明顯。劉煥文主持的第二個項目，就是致力對海洋波越過有限周期海底時的傳統布拉格原理進行修正，使之更加精確地適用于水波。

來浙江海洋大學的兩年多時間，劉煥文已在《Ocean Engineering》上發表論文2篇，另有1篇也已通過國際頂級期刊《Coastal Enginnering》的一審。

劉煥文告訴記者，他喜歡在攬月湖畔的海堤上漫步，既是一種鍛煉，也觀察海浪的起起伏伏，說不定結合所教的《流體力學》和所做的水波研究，還可以獲得某些靈感。他期望能進一步聽懂大海的呼喚，破譯波浪傳播的更多秘密。

劉煥文，喜歡思考的人生一直在路上！

原文鏈接：http://news.zjou.edu.cn/info/1021/24952.htm