科学研究
 
研究方向
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本学科研究方向与特色

本学科为工程力学二级学科博士学位授权点,研究工程中所提出的力学问题,建立工程结构分析的力学模型以及工程科学中的数值分析方法,将力学与工程结合起来,面向国民经济建设的主战场。本学科依托土木工程学院,主要服务于土木工程教学与科研,培养高层次的应用力学人才。主要研究方向有:

固体力学:

主要研究领域:1) 计算固体力学;2) 结构疲劳与断裂;3)力学反演问题在边界元法理论上取得了创新成果,提出和建立了奇异积分半解析算法,一般性地解决了边界元奇异积分和近奇异积分计算的国际性难题,使得边界元法能够分析薄至纳米量级层合结构的温度场和力学场问题。创建了扩展边界元法,获得切口尖端高精度的奇异应力场和多重应力强度因子,发现了高阶非奇异项对切口断裂强度的影响规律采用双重互易边界元法,针对工程问题中不适定边界条件、热物性参数和几何边界形状识别等反演问题取得系列成果。取得的系列成果在国内外学术界有较大影响。


结构振动与控制:

主要研究领域:1) 结构振动分析与智能控制;2) 结构模态试验与参数识别;3)微纳米机电系统动力学。建立了层状压电压磁智能结构静动力问题的状态变量法计算理论,开展了智能结构振动与控制的计算理论与方法的研究,建立了大尺度土木结构振动控制降阶模型的方法。完备地获得振动响应传递比函数的复数域概率模型解析解,原创性地提出了功率谱密度传递比和连续小波传递比的新概念,证明了统计框架下模态参数识别的变量分离原理,提高了统计模态参数识别的计算效率。取得的理论成果在国内外学术界有较大影响。


工程力学

主要研究领域:1) 复合材料力学;2) 高层建筑-基础体系抗震分析;3)孔隙介质弹性-电磁波场分析开展了状态空间理论与实验方法在复合材料层合结构中的系列研究,解决了一系列层状复合材料结构静、动力学问题分析与层间破坏机理。通过高层建筑-桩-地基结构相互作用体系及在大型振动台上试验研究,系统分析了其动力相互作用的跨尺度结构力学建模和关键技术问题,解决了桩-土-上部结构体系动力相互作用的经典问题。开展了孔隙介质弹性波理论和力电耦合机理的研究,发展了定量模拟孔隙介质中弹性―电磁耦合波的数值方法,解释了地震诱导电磁场这一物理现象。研究成果已用于工程结构的力学分析和优化设计,获得了显著的社会和经济效益.


流体力学与软物质力学

主要研究领域:1) 可燃气体动力学与防护技术;2) 风工程与流固耦合;3)软物质力学发展了火灾模拟的计算方法,揭示了火焰加速、层流向湍流转变、燃烧转爆轰演变机理,研究成果在国内外学术界有较大影响。对风与结构相互作用以及风雨等多种荷载综合作用下高柔结构的风振响应问题开展研究,提升了高柔结构的防风减灾能力。建立了水凝胶层失稳临界条件的状态空间解,得出了附着在软基底上的双层材料表面失稳临界波长的转换机理。分析出纳尺度软物质中量子场与弹性场相互耦合而产生的应力场。