经国家天元数学西北中心学术委员会讨论决定，国家天元数学西北中心2020年度的活动主题为“偏微分方程与油气勘探”。主题活动年旨在聚焦“页岩油气勘探与开发”、“可燃冰开发”等国家重大需求，研讨建立适应我国地质特点的数学物理模型，推动数学、统计学等学科在非常规油气探测与开发等领域的交叉应用与发展，以期培育相关应用数学新方向、培养相应交叉领域的中青年研究队伍。
为更好地组织开展主题年活动，中心聘请了主题活动的首席科学家、专家委员会及组织委员会。主题科学家主持本年度所有科学活动。专家委员会协助主题科学家审定活动计划、遴选相关活动组织人、演讲人等。组织委员会负责组织落实各项活动安排。各委员会具体名单如下：
首席科学家：江 松 院士 （北京应用物理与计算数学研究所）
张平文 院士 （北京大学）
专家委员会：金之钧 院士 （中国石油化工股份有限公司）
陈晓非 院士 （南方科技大学）
陈志明 院士 （中国科学院数学与系统科学研究院）
郭烈锦 院士 （西安交通大学）
包 刚 教授 （浙江大学）
辛周平 教授 （香港中文大学）
组织委员会：高静怀 教授 （西安交通大学）
韩渭敏 教授 （University of Iowa）
陆 帅 教授 （复旦大学）
郭真华 教授 （西北大学）
晏文璟 教授 （西安交通大学）
杨家青 副教授 （西安交通大学）
王 飞 副教授 （西安交通大学）
主题活动年将围绕“中国致密油气方程的有效性验证、数学理论与高效反演方法”、“深地多物理场的数学建模、理论分析与数值反演方法”和“石油开发多相流模型的精化、分析与数值模拟”三个重要科学问题，采用讲习班、专题研讨班、前沿学术交流和重大交叉研究（访问合作研究小组）等形式展开。活动初步安排如下，最终的详细日程我们将通过中心网站及微信公众平台实时发布，欢迎有兴趣的专家学者、青年教师及研究生积极参与。
一、讲习班
讲习班将围绕“偏微分方程与油气勘探”主题，系统性地讲授与主题研究相关的一些基础知识、基本概念与核心方法，帮助该领域的青年学者丰富专业知识、改善知识结构，以期系统性地掌握油气勘探领域的应用数学和专业基础知识。每期讲习班招收60余位从事与主题活动相关研究的青年教师及在校博士研究生参加，举办地点为西安交通大学兴庆校区，本年度拟组织开办以下两期讲习班：
1. 偏微分方程与油气勘探中的基础理论与数值方法
时间：3月23日-28日，32学时，开设以下三门课程：
石油勘探的物理基础、数学模型（负责人：高静怀）10学时
课程概要：非常规油气岩石物理最新进展；各向异性介质中多波多分量成像最新进展；高阶波反演的理论方法及应用。
拟邀请专家：文晓涛教授（成都理工大学）
偏微分方程现代数值方法（负责人：韩渭敏、王飞）12学时
课程概要：有限元方法、有限体积法、间断有限元方法、以及虚拟元方法等技术的改进与提升。
拟邀请专家：黄建国教授（上海交通大学）
反问题计算方法（负责人：张波、陆帅、杨家青）10学时
课程概要：反问题计算方法相关的基础知识，数值求解偏微分方程反问题的基本概念，一些常见的数值优化反演算法。
拟邀请专家：陆帅教授（复旦大学）、杨家青副教授（西安交通大学）
2. 两相流方程的数学理论（负责人：郭真华）32学时
时间：4月20日-25日，32学时
课程概要：可压缩Navier-Stokes方程解的适定性理论，油、气或油、水两相流数学建模，气-液两相流模型的研究概括及流体力学方程中自由边值问题的求解，从而揭示油、气或油、水在多孔介质中的流动规律。
拟邀请专家：王晓明教授（南方科技大学）、温焕尧教授（华南理工大学）
二、专题研讨班
聚焦主题中的前沿热点问题组织专题研讨，邀请相关专家介绍专题成果，与研讨班学员交流并研讨最新研究进展。每期研讨班预计招收学员20-50人。举办地点为西安交通大学兴庆校区，拟在以下时间段的3-5天开展。目前已确定的研讨班信息包括：
1. 模型数据混合驱动的石油勘探反演方法（负责人：张平文、杨家青）5月
研讨主题：基于人工智能技术的石油勘探反演融合算法的最新进展；石油勘探中物理模型正演、反演的数学理论与快速算法；石油勘探中联合物理模型和机器学习的智能反演理论与方法。
2. 东方物探-西安交大双边研讨会（负责人：张讲社）6月15-17日
研讨主题：地震波叠加速度自动拾取的一般流程和速度谱的计算，基于单一地震道、多道地震道的地震波初至拾取方法，基于机器学习和深度学习的拾取方法以及地震数据叠前五维等规则化技术等，为油气勘探中对地震数据的静校正处理提供技术支持，为研究具有高精度的规则化技术提供理论支撑。
3. 流体力学方程组自由边界问题研讨班（负责人：江松、郭真华）7月16-19日
研讨主题：聚焦与油气勘探有关的流体力学方程组自由边界问题，包括自由边界条件的精确描述，油、气、水物理边界上的数值边界条件确定方法，自由边界问题如何转化为固定边值等问题，以期发展用于油气勘探的更有效的数值模拟方法。
4. 多相介质中波方程的数学理论、数值方法及应用（负责人：高静怀）9月
研讨主题：多相介质中波控制方程的概念、Biot理论、粘弹性介质理论、以及相应的波场模拟方法等；基于上述波控制方程的自由表面附近面波的模拟、频散曲线的提取及S波速度反演等；上述波控制方程对应的定解问题的确定，解的适定性和正则性等。
5. 复杂介质的波场反演（负责人：陆帅）11月
研讨主题：介绍复杂介质的散射快速算法，复杂介质反散射问题的唯一性及稳定性，与复杂介质相关声波、电磁波、弹性波等各类偏微分方程的反演问题研究，为油气勘探相关的反问题提供理论研究的基础。
三、前沿学术会议
组织举办高水平学术交流会，邀请活跃在偏微分方程与油气勘探领域第一线的知名专家和研究人员参会，分享国内外最新研究进展。目前已确定的会议信息如下：
时间 |
活动内容 |
召集人 |
8月 |
多物理场的数学理论和数值方法国际研讨会 |
张平文、陆帅、王飞 |
8月 |
非常规油气地震波探测的超分辨率反演与多维度表征研讨会 |
高静怀 |
6月19-21日 |
多尺度模型的高精度数值方法与应用 |
晏文璟 |
10月15-17日 |
多物理问题高精度高分辨率数值方法研讨会 |
梅立泉 |
10月17-18日 |
计算地球物理与偏微分方程反问题会议 |
聂玉峰、王俊刚、马啸 |
四、重大交叉研究（合作研究）
围绕年度主题中的若干科学问题组织实质性交叉研究。拟邀请国内外不同领域学者组织国际性专题研究小组，开展为期两周的相关研究。本年度拟组织的专题研究小组包括：
1. 气探测的深度学习理论；
拟邀请专家：Maarten de Hoop教授（Rice University USA）
2. 地科学反问题的微局部分析理论。
拟邀请专家：Mikko Salo教授（University of Jyväskylä Finland）
五、讲习班及专题研讨班报名参与方式：
1. 申请资格：全国高等院校从事偏微分方程与油气勘探相关的应用数学交叉领域青年教师及在校博士研究生均可报名参加。建议申请人全程参加讲习班及专题研讨班，以便系统地学习相关知识，形成从事相关应用数学交叉领域的骨干力量。主题年活动不收取任何费用，为新疆、青海、甘肃、宁夏四省学员提供食宿，校外学员提供餐补。
2. 申请与录取：有意参加的青年教师及博士研究生请于2月15日前将报名表（见附件）及个人简历发送至：xbty@xjtu.edu.cn，邮件标题请注明“申请人姓名+单位+2020主题年活动报名”。国家天元数学西北中心组织委员会将对申请人材料进行审定，并于3月5日前邮件通知入选者。如未接到录取通知即为未入选，不再另行通知。
3. 联系人：白老师
联系电话：（029）82665627
邮箱地址：xbty@xjtu.edu.cn
办公地点：西安交通大学数学楼111办公室
