复杂环境与介质相互作用的非线性力学-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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复杂环境与介质相互作用的非线性力学

项目名称：复杂环境与介质相互作用的非线性力学
项目类别：创新研究群体科学基金
批准号：11121202
申请代码：A020307
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2012-01-01-2014-12-31

项目负责人：周又和
负责人职称：教授
依托单位：兰州大学
批准年度：2011

中文摘要：

在复杂的工程与自然环境中，材料的力学响应与介质的输运往往具有多场耦合、多尺度关联及多重非线性等复杂特征，其定量研究已成为力学学科的前沿课题。本群体将围绕新能源中的大型超导磁体结构设计和风沙环境中的沙尘暴起动传输机制这两类国家重大需求，针对其定量研究中的科学问题，重点研究1）强电磁场与超低温环境下的超导等电磁结构的力学行为表征与分析；2）湍流风场-沙粒流-热对流-风沙电场相互作用的沙尘输运过程；3) 多场耦合、多尺度关联的非线性力学定量理论与实验方法。本群体拥有教授9人、副教授6人，其中中科院院士1人，教育部长江学者1人，教育部新世纪优秀人才5人；完成的风沙环境力学部分成果于2007年获国家科技进步二等奖，独立完成的电磁固体力学成果于2008年获国家自然科学二等奖，超导悬浮动力学的研究于2008年被IEEE超导委员会授予最佳贡献论文奖，培养的博士中1人于2010年获全国优秀博士论文奖。

中文主题词：复杂介质（电磁、沙尘散体）；多场复杂环境；相互作用；非线性力学；理论与实验研究

英文摘要：

complex medium materials(i.e. electromagneto-solid；complex environment with multi-fields；interaction；nonlinear mechanics；theoretical and experimental investigations

英文主题词： complex medium materials(i.e. electromagneto-solid；complex environment with multi-fields；interaction；nonlinear mechanics；theoretical and experimental investigations

结论摘要：

创新研究群体“复杂环境与介质相互作用的非线性力学”主要围绕新能源中的大型超导磁体结构设计和风沙环境中的沙尘暴起动输运机制这两类国家重大需求，针对其定量研究中的科学问题开展了一系列深入研究与集体攻关。在2012-2014年执行期内，围绕研究计划与内容，深入开展了理论、实验和数值定量等方面工作，达到预期目标。实现了包括(1)在大型超导磁体的力学性能表征方面取得了阶段性的进展与突破，对于超导线材、股线直到磁体的力学检测方面初步形成并发展了具有一定创新性的力学分析途径与方法；(2)在风沙环境力学方面建立了风沙电的发生发展机理、沙尘暴起动等散体沙尘混合介质流动的理论框架，实现了实验室风洞和野外自然环境下的高精度实时测试技术及其数据处理方法；(3)针对大型超导磁体结构以及风沙环境力学两类典型的多场耦合、跨尺度、非线性力学等共性科学问题，提出了基于小波方法的非线性高精度的封闭解法，首次实现了从弱非线性问题到强非线性问题的统一解法，具有计算精度高、计算量小的优点；(4)自行研制了一套低温/变温环境下超导材料力学性能测试系统，这是超导力学研究的基础，是目前国内缺乏的也是国际上不多的；针对沙尘暴实时测量系统建立了野外观测塔群及测试系统，实现了多场沙尘暴的实时观测。群体三年执行期内，在科研研究、仪器研发、人才培养、国际国内交流等方面取得了一系列重要进展与创新性成果。发表学术论文157篇（其中SCI论文136篇，影响因子大于2.0的68篇），学术会议论文70余篇（国内、国际学术会议邀请报告25余篇次），发明与实用新型专利35项（已授权美国发明专利1项、中国发明专利7项），软件著作权登记2项。培养博士研究生35人（获得博士学位23人），硕士研究生30余人。群体研究人员中，1人获全国优秀科技工作者奖、2人入选教育部新世纪优秀人才、2人获全国优秀博士学位论文提名奖、1人先后荣获中国力学学会青年科技奖以及钱令希计算力学奖（青年奖）等。此外，本创新群体的进展和成果也推动了群体负责人及骨干成功获批科技部国家磁约束聚变核能发展规划专项（等同于973）课题“聚变堆大型超导磁体的力学分析方法”立项，获批国家重大科研仪器设备研制专项1项、国家高等学校学科创新引智基地建设计划1项。风沙环境力学研究领域获国家科技支撑计划1项、“风沙环境下高雷诺数壁湍流结构及其演化机理研究”国家自然科学基金重大项目获批立项等。

成果综合统计