一 基本信息

牛瑞萍、教授、学硕导师

科研方向：有限元、光滑有限元、深度学习

联系方式：

电话：13994210755

邮箱：niu_ruiping2007@126.com

二 个 人经历

教育经历：

(1)2012-09 至 2017-12, 太原理工大学, 固体力学, 博士

(2)2004-09 至 2007-07, 太原理工大学, 计算机应用, 硕士

(3)2000-09 至 2004-07, 太原理工大学, 计算机科学与技术, 学士

科研与学术工作经历：

(1) 2026-01 至今, 太原理工大学, 数学学院, 教授

(2) 2020-01 至 2025-12, 太原理工大学, 数学学院, 副教授

(3) 2007-12 至 2019-12, 太原理工大学, 数学学院, 讲师

(4) 2016-10 至 2017-10, 美国辛辛那提大学, 航天和工程力学系，无

三 研究方向、教学课程

主要研究方程为有限元、光滑有限元及物理信息神经网络，主持国自然青年基金项目1项、山西省基础研究面上项目1项、山西省基础研究青年项目1项，作为课题负责人承担国家自然科学区域创新发展联合基金重点支持项目1项、山西省三晋人才计划——创新团队1项，参与国家自然科学基金3项，目前在《Computational Mechanics》、《Applied Mathematical Modelling》、《Nonlinear Dyn》、《International Journal of Heat and Mass Transfer》、《Engineering analysis with boundary elements》、《Computers and Mathematics with Applications》等国际期刊上发表20余篇高水平论文，出版译著《光滑有限元法》一部。长期致力于热传导问题和固体力学问题的有限元、光滑有限元高精度数值算法研究，在物理信息神经网络方面开展了初步探索。

主讲课程包括：机器学习基础、线性代数、Java程序设计、计算机硬件基础。

四 科研成果、教学成果

科研项目:

[1] “热消融治疗中软组织热粘弹性动力学的光滑有限元法研究”，国家青年科学基金，2022-2024，主持

[2] “知识和数据联合驱动的极端气候下黄河中游流域天然斜坡水土流失预测理论与方法”, 国家自然科学区域创新发展联合基金重点支持项目，2026-2029，课题负责人

[3]“极端天气下黄土土体结构劣化的热-水-力耦合模型与高精度数值算法研究”，山西省基础研究面上项目，2026-2028，主持

[4]“精密与振动控制”科技创新团队，山西省三晋人才计划——创新团队，2025-2028，课题负责人

[5]“热消融治疗中软组织热粘弹性动力学的光滑有限元法研究”，山西省青年科学基金，2022-2024，主持

[6]“可商业化光滑有限元分析软件的研发”，国家自然科学基金面上项目，2014-2017，参与（第二）

[7]“牙种植技术中的多参数识别问题的计算方法”，国家青年科学基金项目，2014-2016，参与（第三）

[8]“粗糙界面成像中反问题的研究”，国家自然科学基金面上项目，2018-2022，参与（第四）

教改项目：

[1] 2019年山西省教育厅教学改革创新项目，山西省普通高等学校本科专业建设质量排名研究，主持

[2] 2017年教育部高等教育司的产学合作协同育人项目，甲骨文2017年产学合作协同育人项目，主持

获奖:

[1] 2024年全国大学生数学建模竞赛 国家二等奖

[2] 2021年全国大学生数学建模竞赛 国家二等奖

[3] 2018年全国大学生数学建模竞赛 国家二等奖

[4] 2015年全国大学生数学建模竞赛 国家二等奖

[5] 2014年全国大学生数学建模竞赛 国家二等奖

[6] 2012年全国大学生数学建模竞赛 国家一等奖

主要代表性论文:

[1] S.J. Zhao, R.P. Niu*. Generalized high-order node-based smoothed polygonal FEM on arbitrary polygonal meshes for engineering applications[J]. Applied Mathematical Modelling. 2026, 151:1-22

[2] R.P. Niu, S.J. Zhao*, X.L. Lu, Q.X. Fan, et al. An adaptive cell-based smoothed finite element method with arbitrary polygonal elements for coupled thermo-mechanical analysis[J]. Engineering Analysis with Boundary Elements. 2026, 183:106553.

[3] S.J. Zhao, R.P. Niu*, Z.H. Yang. Polyhedral cell-based smoothed finite element method for nonlinear thermo-mechanical coupling analysis[J]. Computational Mechanics. 2026.

[4] H.J. Ren, D. G. Li, H. E. Jia, R.P. Niu*, et al. Graph-based compactly supported radial basis function neural network[J]. Engineering Analysis with Boundary Elements, 2026, 184: 106644.

[5] R.P. Niu, Y. Cai, C.T. Wu*. An explicit dynamic face-based smoothed finite element approach to thermoelastic modeling in thermal ablation therapy[J]. Engineering Analysis with Boundary Elements. 2026, 184:106648.

[6] L. Liu, L.L. Zhang, M. Lei, R.P. Niu*. The improved boundary knot method with fictitious points for solving high-order Helmholtz-type PDEs[J]. Computers and Mathematics with Applications. 2025, 191:36-47.

[7] X. L. Lu, R.P. Niu*, M. Lei, et al. Ghost point-enhanced radial basis function pseudo-spectral method for solving bioheat transfer problems[J]. Engineering Analysis with Boundary Elements. 2025, 179:1-18.

[8] S.J. Zhao, R.P. Niu*, X. L. Lu, et al. A novel node-based smoothed polygonal finite element method with reconstructed strain fields for solving heat conduction problems[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2025, 248:1-21.

[9] C. T. Wu, R. P. Niu*, C. X. Shi, et al. An n-sided polygonal cell-node-based smoothed finite element method for solving two-dimensional heat conduction problems[J]. Engineering Analysis with Boundary Elements, 2024, 166: 105816.

[10] M. M. Chen, R. P. Niu*, W. Zheng. Adaptive multi-scale neural network with Resnet blocks for solving partial differential equations[J]. Nonlinear Dynamics, 2023, 111(7): 6499-6518.

[11] M. M. Chen, R. P. Niu*, M. Li, J. h. Yue. Adaptive learning rate residual network based on physics-informed for solving partial differential equations[J]. International Journal of Computational Methods, 2023, 20(02): 2250049

[12] Q.B. Chen, R.P. Niu*, Y.Q. Gong and M. Li. The inverse heat transfer problem of Malan loess based on machine learning with finite element solver as the trainer[J]. International Journal of Computational Methods, 2023: 2143004.

[13] R.P. Niu, G.R Liu*, and M. Li. The inverse methods based on S-FEMs with an adaptive SVD regularization technique for solving Cauchy inverse heat transfer problems. Engineering Analysis with Boundary Elements, 2019, 107:79-95.

[14] Y.H. Li, R.P. Niu*, G.R. Liu. Highly accurate smoothed finite element methods based on simplified eight-noded hexahedron elements. Engineering Analysis with Boundary Elements, 2019, 105:165-177.

[15] R.P. Niu*, G R Liu, J H Yue. Development of a Software Package of Smoothed Finite Element Method (S-FEM) for Solid Mechanics Problems. International Journal of Computational Methods, 2018.3(15): 1845004~1-1845004-52.

[16] R. Xin, R.P. Niu*, G.R. Liu. Stability Analysis of Smoothed Finite Element Methods with Explicit Method for Transient Heat Transfer Problems. International Journal of Computational Methods, 2018.3(15):1845005-1~1845005-37.

[17] Y. Li, J.H. Yue, R.P. Niu*, G.R. Liu. Automatic Mesh Generation for 3D Smoothed Finite Element (S-FEM) based on the Weaken-weak Formulation. Advances in Engineering Software, 2016, 99(1):111~120.

[18] 牛瑞萍, 孙高峰等. 光滑有限元法. ScienTech Publisher. 2016.

[19] R.P. Niu, G.R Liu*, and M. Li. A technique with a correction term for unsteady state heat transfer problem with moving boundary. International Journal of Computational Methods, 2016, 13: 1640010-1~1640010-28.

[20] R.P. Niu, G.R Liu*, and M. Li. Reconstruction of dynamically changing boundary of multilayer heat conduction composite walls. Engineering Analysis with Boundary Elements, 2014, 42:92~98.

[21] R.P. Niu, G.R Liu*, and M. Li. Inverse analysis of heat transfer across a multilayer composite wall with Cauchy boundary conditions. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2014, 79:727~735.

五 社会兼职

无