專題 | 工學院力學與工程科學系2021學年秋季學期“王仁力學講座”圓滿結束

近日，北京大學工學院力學與工程科學系研究生必修課 “王仁力學講座” 2021學年秋季學期課程圓滿結束。本學期講座先後邀請了金紅光院士、樊菁研究員、徐吉峰總師、胡更開教授、魏悅廣院士、胡甯教授、郭雷教授、向錦武院士共8位講座人進行了精彩的報告，每場報告有近百名師生莅臨現場。

2021年9月24日，本學年秋季學期第一期“王仁力學講座”開講，中國科學院工程熱物理研究所金紅光院士作題為《低碳能源系統機遇與挑戰》的報告，節能減排與低碳發展是我國經濟和社會發展的長期重大瓶頸。金院士報告面向能源環境國家重點需求，從能源轉化的能量、能質到能勢，剖析我國能源環境發展的瓶頸問題和産生問題的原因，明确指出節能降碳的最大潛力和突破口；并從理論研究方面，介紹了亟待探索燃料化學能和聚光太陽能的極限性能，建立低碳能源轉化的能質能勢理論；從能源轉化重大變革方面，詳細介紹了構建能源源頭低熵轉化方法、化石能源和聚光太陽能制氫、二氧化碳定向轉化、多能互補系統等新方法，新方法旨在開拓燃料源頭節能降碳和低碳能源系統。

金紅光院士作題為《低碳能源系統機遇與挑戰》的報告

10月8日，中國科學院力學研究所樊菁研究員作題為《洲際滑翔飛行器天基紅外探測的信噪比分析》的報告，洲際滑翔飛行器（IGV）在超高速飛行過程中，由于氣動加熱嚴重，紅外輻射顯著。樊菁研究員團隊分析和計算表明：空間探測和監視系統（STSS）對于IGV的紅外探測信噪比，在2.7mm附近的短波波段，達到103-105，而STSS跟蹤和識别的紅外探測信噪比阈值大約分别為3和30。這意味着STSS對于IGV非常有效。樊菁研究員介紹，在IGV突防能力的公開論述中，“軌道機動難于預測”是核心立足點。但IGV的橫向平均加速能力約0.15g，而MD已具備将探測系統獲得的目标信息及時傳遞到其指揮系統和攔截彈的能力。通過定量估計可知，利用天基紅外探測，IGV機動不僅可預測，而且精度高，從而證明 “難于預測”之說不能成立。

樊菁研究員（左四）與出席講座老師合影留念

10月22日，中國商用飛機有限責任公司飛機機體設計專業預研總師、博士後工作站導師，中國商飛北京民用飛機技術研究中心副總設計師、資深研究員，民用飛機結構與複合材料北京市重點實驗室主任徐吉峰研究員作了題為《民用飛機結構設計制造》的報告，一款新型民機從方案論證到投入使用一般需要十幾年的時間。現代飛機結構的設計制造過程是龐大複雜的投入大耗時長的系統工程，其中涉及的理論基礎廣泛且實踐性強，徐吉峰研究員通過報告探讨了民用飛機結構新材料應用、優化設計、強度分析、工藝制備和檢測維護等方面的相關技術問題，特别是數學力學問題。徐吉峰研究員詳細介紹了數學力學各專業在飛機結構設計制造的實踐中如何在保證飛機的安全性、經濟性、舒适性和環保性等方面揮極其重要的作用。

段慧玲院長向徐吉峰總師（左一）頒發紀念獎牌

11月5日,國家自然科學基金委傑出青年科學基金獲得者，北京理工大學宇航學院胡更開教授作了題為《極端彈性超材料設計及波動調控》的報告。極端彈性材料（extremal materials）是指彈性矩陣不滿秩的彈性超材料，也可稱為模式材料。根據彈性矩陣特征值為零的個數，可分為一模、二模直至五個特征值為零的五模材料，無粘流體是一種典型的五模材料。目前五模超材料研究比較充分，而有關其它模式超材料的研究很少。胡更開教授報告以五模材料（二維二模材料）、三維四模和二維一模材料為例，首先詳細介紹了極端彈性超材料獨特的波動控制能力，随後對該類超材料的微結構設計方法進行了詳細闡述，最後通過水下隔聲、彈性波極化調控和水聲控制等背景介紹了等極端彈性超材料的應用。

胡更開教授作題為《極端彈性超材料設計及波動調控》的報告

11月19日，中國科學院院士魏悅廣教授作了題為《跨尺度力學的最新進展和未來展望》的報告。新材料的廣泛應用對跨尺度力學的建立和發展提出了迫切需求。新材料因其高強高韌及高靈敏度等優異力學性能在航空航天、國防、現代工業等高科技領域獲得廣泛應用。新材料由微結構起始設計構造而成，其宏觀力學行為表現出強烈的微結構依賴性，即跨尺度力學特征，需要由跨尺度力學理論給以刻畫，需要通過跨尺度力學理論建立其強度與破壞準則、安全服役标準規範等。魏悅廣院士通過基于協同考慮應變梯度效應和表界面效應的跨尺度力學理論的建立和發展；關于跨尺度力學理論與微觀物理理論的宏微觀尺度關聯問題；采用跨尺度力學理論對微納米結構新材料強化、軟化行為的刻畫；采用跨尺度力學理論對新材料中波傳播特性的刻畫、分析與應用展望等幾個方面，系統而簡要地介紹了在新材料大量湧現背景下的跨尺度力學研究方面挑戰性科學問題、最新研究現狀、未來發展展望等。

魏悅廣院士作題為《跨尺度力學的最新進展和未來展望》的報告

12月3日，河北工業大學副校長、國家海外高層次人才胡甯教授作了題為《基于線性與非線性Lamb波的無損檢測技術的最新進展》的報告。上個世紀90年代起，非線性Lamb波得到了廣泛的重視和研究，在基礎理論、基本方法和實際工程應用等方面的一些重要瓶頸問題得到了解決。但總體上講，目前在該領域的研究總體上還是集中在二次諧波。同時，由材料細微損傷或材料非線性誘發可累積的二次諧波的條件非常苛刻，使得人們在選取基波和對應的二次諧波時，一般都集中在高頻範圍的波對，如S1-S2，這樣的選擇将面臨許多技術上的困難，如：設備昂貴，信号強度低，抗噪聲幹擾能力弱等。胡甯教授通過報告與現場師生分享了，其團隊為克服上述難題在S0基波技術、零頻模态技術、混頻技術、非線性信号處理技術等4個方面的最新研究進展，并希望團隊的研究成果對非線性Lamb波在未來工程領域的應用起到推動作用。

胡甯教授作題為《基于線性與非線性Lamb波的無損檢測技術的最新進展》的報告

12月17日，北京航空航天大學教授、教育部長江學者特聘教授郭雷作了題為《多源幹擾系統複合精細控制方法與應用》，郭雷教授詳細介紹了多源幹擾系統複合精細抗幹擾控制理論研究新進展。針對多源異質異構幹擾系統，構建了包括多源幹擾深耦合表征、魯棒估計、精細量化、前饋補償、反饋抑制和重構優化等環節的複合精細控制理論框架；提出了非高斯随機系統滿足概率正約束的可行随機分布控制方法。并且針對幹擾對抗環境下具有強物理約束的無人系統，研究了上述理論方法在無人飛行器抗幹擾自主導航和控制系統領域的應用問題。

郭雷老師作題為《多源幹擾系統複合精細控制方法與應用》的報告

12月31日，本學期最後一期“王仁力學講座”邀請了北京航空航天大學教授、航空科學與工程學院院長向錦武院士作了題為《無人機系統技術及發展》的報告。無人機系統在軍事、民用領域應用廣泛，是世界航空強國競相發展的重點領域。向院士首先對無人機系統進行概述，随後重點介紹了長航時無人機及微型無人機領域的研究進展。其中長航時無人機續航時間長，可用于偵察監視、目标定位、毀傷評估，被稱為大氣層中的人造衛星；而後向院士重點介紹了長航時無人機研制中高升阻比氣動設計和非線性氣動彈性設計等關鍵技術。微型無人機具有體積小巧，隐蔽性高，機動性強等優勢，有潛力成為未來智能化戰争的重要作戰裝備。同時，向院士還重點介紹了，微型撲旋翼飛行器以及毫米級飛行器氣動機理研究等前沿研究。報告最後對無人機未來的技術發展進行探讨與展望。

向錦武院士作題為《無人機系統技術及發展》的報告

每場講座結束，在場師生向各位報告人進行了提問，就報告相關内容進行了熱烈的交流和讨論。北大工學院力學與工程科學系向各位報告人贈送了帶有“王仁力學講座”LOGO的特制紀念品，表示紀念和謝意。同學們紛紛表示，通過一學期的講座開拓了視野，豐富了相關學科知識，更加激發個人的科研熱情和興趣。2021學年秋季學期“王仁力學講座”圓滿結束。

講座現場掠影

新聞小貼士：

為了紀念王仁先生，将他的學術思想發揚光大，經王仁先生家屬同意，2016年秋期學期開始，北京大學工學院力學與工程科學系發起 并組織開設了“王仁力學講座”。誠邀國内外在力學領域及力學相關的自然 科學與工程科學領域取得卓越成就的知名學者來訪，同我系師生分享上述領域的前沿及熱點問題，激發學生的研究興趣，促進多學科交叉融合，為力學系師生及力學界同仁提供一個 " 思想自由、兼容并包 " 的學術交流平台。

截止目前，共邀請嘉賓 75 人，其中院 士 21 位。為了更好的發揚王仁先生在力學領域精神影響力，促進各學科間的交叉融合，北京大學工學院于 2021 年設立“王仁力學講座”基金，讓更多有志在力學與工程技術方向發展的青年人發揮創造潛力。

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