力学学科现状与展望吴子牛课件.ppt

（三）需采取特殊措施给予资助的领域或方向工程力学软件开发－自主产权的国产化与商业化二是发展力学数据库（如复杂流场数据库，材料力学性能数据库，各层次结构动力学演化的虚拟现实等），发展中国知识版权的CAE（计算机辅助工程）与虚拟仿真技术及软件产品。这不仅将极大地促进计算力学的发展，更会使一批产业发生本质的提升，更是21世纪我国工程界提高竞争力的一个主要技术源泉。（三）需采取特殊措施给予资助的领域或方向制造技术中的关键力学问题先进制造技术是影响一个国家综合国力，改造传统产业，实现高技术产业化的关键。在机器人技术、微型机械加工技术、精密成形和快速原形成形、热加工工艺模拟技术、微电子元器件的设计和加工等方面，涉及大量的力－电－磁－热－湿的多场耦合和功能材料的力学性能与应用等力学问题。常规制造技术中也伴随着大量力学问题。为改善某些制造业中能耗大、材耗高、污染重、产品质量不稳定的状况，需要对生产工艺定量优化和计算机辅助工艺进行研究。制造中的变形过程和材料中的微结构演化需要通过宏观与细观相结合的力学方法来加以解决。（三）需采取特殊措施给予资助的领域或方向人类健康科学领域的力学问题人类健康科学领域的力学问题是多学科交叉的新领域，但它有别于生物力学和环境力学，涉及到的主要研究方向有：（1）疾病检测方法与诊断技术，如疾病诊断的生物芯片与生物微系统，以及相关检测技术（如磁力共振技术、病毒冲击打靶技术等）；（2）医疗仪器的传感技术与采集分析软件技术；（3）医学材料力学设计、制备与表征方法；（三）需采取特殊措施给予资助的领域或方向人类健康科学领域的力学问题（4）人体健康环境发生机理、预报与控制；（5）基于数学力学基础上的公共卫生与健康的统计模型与数值模拟方法；（6）药物力学：涉及生物大分子-配体小分子相互作用的热力学、动力学；（7）应力与生长的关系及应用：应力与细胞生长关系的研究则是组织工程的关键性学科基础之一。（四）需要特别给予考虑资助的重大科学问题航空航天中的力学关键科学问题我国神州五号飞船的研制所提出的13项关键技术都与力学密切相关，说明了力学在航空航天中的举足轻重的作用和地位。在21世纪国家对空天安全能力发展的要求下，将面临一系列极富挑战性的、基础性的研究课题，其中关键技术涉及：高超声速技术；高机动飞行技术；长距离空天飞行技术；高隐身技术；兼具超轻质量、高强韧、耐热和抗冲击性能的结构技术；以及精确打击及可靠性技术。（四）需要特别给予考虑资助的重大科学问题航空航天中的力学关键科学问题与这6大关键技术相关的核心科学问题为：（1）高速、高机动飞行中复杂流动机理；（2）高温、高速条件下气流的燃烧，热力学和化学非平衡流动；（3）轻质、强韧、抗撞击、防热结构及其材料一体化设计的理论和方法；（4）隐身技术的基础问题。（四）需要特别给予考虑资助的重大科学问题灾害与公共安全的力学问题我国自然灾害（如台风、泥石流、山体滑坡、地震等）频繁发生，现代灾害预测与防治是一项艰巨的任务，其中涉及到的力学问题为：（1）研究解决地球表面生态系统中物质（如水、沙、气等）和能量的运动规律；（2）地球构造的运动和动力学及地震机制与地震预报；（3）沙漠中沙丘演化的自组织临界性现象研究及遏制我国西北地区荒漠化；（四）需要特别给予考虑资助的重大科学问题灾害与公共安全的力学问题（4）预测及防范泥石流、山体滑坡等自然灾害；（5）毒气、基因病毒的扩散控制；（6）关于工业性灾害（如煤矿巷道坍塌、瓦斯突出，锅炉、压力容器爆炸等）的预测与防范。（四）需要特别给予考虑资助的重大科学问题仪器设备研制及实验力学新技术与新表征方法力学科学仪器设备为力学家认识世界和验证力学理论提供工具。实验力学除了具有力学基础研究的性质外，还具有很强的技术性和应用性。该领域具有自己的一些特性：原创性强、经费投入大、失败率高、成果周期长。目前在该领域的几个重要科学问题和发展方向为：（1）高灵敏度纳观测量方法与技术，微纳米力学测量数据的表征模型与方法，微系统和低维结构的实验方法与模拟技术；（四）需要特别给予考虑资助的重大科学问题仪器设备研制及实验力学新技术与新表征方法（2）力-电-磁-热耦合场加载与量测表征技术；（3）各种特殊环境下的物理力学性能量与多维运动参数的测量技术；（4）具有高空间分辨率、高温、实时的全场测试手段，电子探针显微镜结合单分子力谱测量方法；（5）生命与仿生中的实验光电测量技术与表征方法；（6）高速加载与测量技术，极高频率的检频方法。四、科学基金现有资助的布局及分析国内力学基础研究队伍正高级：1651人，副高级：2363人，中级：1289人2004年对国内86个单位的力学基础研究人员的调研结