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实验室简介 时间: 2010-02-11   来源:   【 |  | 】  【打印

非线性力学国家重点实验室(LNM)简介

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非线性力学国家重点实验室(LNM)的前身是成立于1988年的中国科学院力学研究所非线性连续介质力学开放实验室。LNM199910月被科技部批准建设,20014月通过科技部专家组的验收,正式晋升为国家重点实验室。20153月在重点实验室评估中LNM获得良好的成绩。现任学术委员会名誉主任为中科院院士郑哲敏研究员,学术委员会主任为中科院院士方岱宁教授,实验室主任为魏宇杰研究员。

LNM的中、长期学科方向为(1)固体变形、损伤、破坏的非线性力学性质,(2)流体运动的非线性规律,(3)材料和环境系统中非线性问题的基本理论和方法。近年来,LNM确定以多尺度力学为研究主题,它包括材料强度及灾变的跨尺度关联和复杂流动的多过程耦合现象。它的创新学科方向为(1)纳米/微米尺度力学和跨尺度关联,具体包括纳米/微米尺度力学的理论、实验及计算;分子(原子)—细观—宏观的跨尺度力学;跨物质层次的本构、强度、破坏理论与实验;固体微结构演化动力学大型计算模拟与材料的微结构设计。(2)纳/微电子机械系统力学,具体包括力—热—电—磁—光等耦合的尺度效应与表面效应;纳/微系统运动规律、控制与失效机理;纳/微系统的计算机辅助设计与虚拟实验。(3)多尺度复杂流动的动力学理论与控制原理,具体包括复杂流动的非线性演化过程及其动力学理论;转捩与湍流的大规模科学计算与流动结构研究;微尺度和多尺度复杂流动规律与控制的精细实验研究;多相流动的基本规律研究与应用。

LNM在非线性力学领域的研究工作取得了显著的进展:(1)在剪切变形局部化(剪切带)方面建立了材料热塑剪切变形的控制方程,得到了剪切带形成的失稳判据,并从理论上预测了剪切带特征宽度,揭示了剪切带的形成和演化机制。针对微损伤演化导致的材料失效问题,提出了跨尺度的统计细观损伤力学理论框架,建立了微损伤密度的演化方程和相应的解,揭示并实验验证了损伤破坏非线性行为的重要普适性特征,为非均匀脆性材料的灾变预测开辟了新的途径。(2)在国际上严格建立了可压缩塑性应变梯度理论和不含高阶应力的应变梯度理论,独创地建立了适合应变梯度理论的有限元方法,提出了预测固体理论强度的严格算法等。对表征固体在微尺度层次的强度、韧性及断裂等力学行为建立了基础,对应变梯度理论的发展和广泛应用起了核心推动作用。(3)在湍流的统计理论和数值模拟方面,建立了湍流的时空关联的椭圆模型,发展了大涡模拟的运动学亚格子模型,建立了大涡模拟的时空关联方法,并应用于湍流噪声和湍流扩散的数值模拟和预测,为非平衡湍流的研究提供了新的方法。

LNM拥有学术造诣较高的学术带头人,形成了老、中、青相结合的结构比较合理的研究队伍。现有固定人员41名,其中中科院院士2(其中一人同时为中国工程院院士),国家杰出青年科学基金获得者5人,中国科学院“百人计划” 5人,获得海外青年学者合作研究基金3人,国家人事部等七部委批准的“新世纪百千万人才工程国家级人选” 3人。LNM制定有35岁以下《青年工作条例》,并设立青年研究基金,其强度相当于国家自然科学基金委青年基金。

LNM坚持贯彻“开放、流动、联合、竞争”的方针,不断开拓高层次的国内外学术合作和交流。围绕战略目标和学科方向,自1988年来,实验室共资助21批开放课题。同时完善访问学者制度,邀请国外著名教授以中科院“爱因斯坦”讲座教授和力学所郭永怀访问教授访问LNM,并把LNM年轻科研人员送到国外著名大学及研究所进行学术访问,促进LNM的发展,提升了LNM的学术交流力度和国际知名度。

实验室经过20年的建设,逐步形成了自己的研究特点:(1)实验室注意科学研究的原始创新,不盲目跟踪国际热点,做有特色的工作;(2)坚持从实验出发,理论必须通过实验的验证;(3)给青年科技工作人员自由发展的空间,创造宽松和自由讨论的工作环境。在依托单位中国科学院力学研究所的大力支持下,LNM的目标为在非线性力学研究领域成为具有国际影响的、国内领先的、研究条件最好的研究基地之一。

 

        

 
 
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