力學(xué)學(xué)科現(xiàn)狀與展望吳子牛課件

報(bào)告提綱一、力學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)二、國(guó)內(nèi)研究特色三、力學(xué)需重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域四、科學(xué)基金現(xiàn)有資助的布局及分析五、流體力學(xué)現(xiàn)狀分析六、趣味流體力學(xué)問(wèn)題一、力學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)力學(xué)是研究力與運(yùn)動(dòng)的科學(xué)，是一門(mén)應(yīng)用性較強(qiáng)的基礎(chǔ)科學(xué)。力學(xué)是認(rèn)識(shí)自然的一個(gè)極其重要的手段，甚至可以說(shuō)，任何一個(gè)重要的宏觀自然現(xiàn)象的解釋與定量預(yù)報(bào)，都離不開(kāi)力學(xué)。

一、力學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)力學(xué)在20世紀(jì)有很大的發(fā)展，形成了比較完整的學(xué)科體系—一般力學(xué)、固體力學(xué)、流體力學(xué)、生物力學(xué)等交叉領(lǐng)域。創(chuàng)立了一系列重要概念和方法，成為了近代土木建筑、機(jī)械制造、航空航天工業(yè)、材料科學(xué)與工程等的基本理論基礎(chǔ)。一、力學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)

進(jìn)入21世紀(jì)，新興的科技領(lǐng)域?qū)е略S多與傳統(tǒng)力學(xué)研究的問(wèn)題十分不同之處：研究對(duì)象尺度的差異，如納米科技涉及到了納米尺度，而生命科學(xué)/生物技術(shù)已進(jìn)入蛋白/DNA等大分子量級(jí)；物體變形和運(yùn)動(dòng)不僅由力場(chǎng)而常是由多場(chǎng)耦合作用，如熱、電、磁、聲、光、化學(xué)等的作用；物質(zhì)常具有較強(qiáng)的各向異性和非均勻性。一、力學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)因此，力學(xué)能否投入到上述新興的科技領(lǐng)域，研究這些領(lǐng)域中出現(xiàn)的與力學(xué)相關(guān)，但在許多方面又跨越了傳統(tǒng)力學(xué)研究范圍的新問(wèn)題，并能對(duì)新興領(lǐng)域的工程應(yīng)用起到關(guān)鍵作用，是當(dāng)前力學(xué)工作者面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。一、力學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)中國(guó)力學(xué)在國(guó)際力學(xué)界處于較先進(jìn)地位。2005年初，對(duì)SCI源庫(kù)中106種力學(xué)期刊的國(guó)際聯(lián)機(jī)檢索統(tǒng)計(jì)。中國(guó)大陸力學(xué)論文數(shù)：

2000年—655篇2001年—761篇

2002年—799篇2003年—931篇

2004年—993篇2000－2002年世界排名為第3位，2003－2004年世界排名上升到第2位。一、力學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)最近5年，在力學(xué)類影響因子前10位期刊的論文排行情況為：

2000年—13篇2001年—31篇

2002年—38篇2003年—40篇

2004年—48篇中國(guó)學(xué)者在力學(xué)頂尖刊物上發(fā)表的論文數(shù)呈明顯增加趨勢(shì)，由1.4%增加至約5%，表明中國(guó)力學(xué)研究總體水平的提高。2002－2004年力學(xué)界有3人獲得國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。（朱位秋、陳予恕、鄭泉水）

一、力學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)

作為一個(gè)經(jīng)典的學(xué)科，力學(xué)具有比較完整的理論體系，同時(shí)又與許多學(xué)科交叉，研究隊(duì)伍分布廣泛。主要特點(diǎn)：1.

力學(xué)是一個(gè)應(yīng)用性較強(qiáng)的基礎(chǔ)學(xué)科，受學(xué)科自身發(fā)展和國(guó)家需求的雙重驅(qū)動(dòng)。從國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀來(lái)看，尤其需要加強(qiáng)結(jié)合國(guó)家需求背景的基礎(chǔ)研究。一、力學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)2.力學(xué)具有不斷開(kāi)拓新的研究領(lǐng)域的能力，學(xué)科交叉突出，形成新的學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)。力學(xué)學(xué)科的這一特點(diǎn)不斷地豐富著力學(xué)的研究?jī)?nèi)容和方法，并使力學(xué)學(xué)科保持著旺盛的生命力。3.機(jī)理化、定量化地認(rèn)識(shí)自然與工程。

4.力學(xué)二級(jí)分支的隊(duì)伍分布不均衡。一般力學(xué)占12.2%，固體力學(xué)占50.7%，流體力學(xué)占25.6%，力學(xué)交叉領(lǐng)域占11.5%一、力學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，力學(xué)學(xué)科與其他學(xué)科的交叉越來(lái)越明顯，同時(shí)也使得現(xiàn)代力學(xué)所涉及對(duì)象的復(fù)雜性越來(lái)越突出，提出了一系列處于科學(xué)前沿的新問(wèn)題和新領(lǐng)域：微納米力學(xué)；多場(chǎng)耦合力學(xué)；復(fù)雜介質(zhì)力學(xué)行為；跨尺度關(guān)聯(lián)與多尺度計(jì)算；生命科學(xué)中的力學(xué)問(wèn)題；仿生力學(xué)；復(fù)雜系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)與控制；環(huán)境與災(zāi)害力學(xué)；非線性與遠(yuǎn)離熱力學(xué)平衡的力學(xué)行為等。一、力學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)

同時(shí)，在重大力學(xué)應(yīng)用和重大力學(xué)問(wèn)題解決上將有重大進(jìn)展：虛擬工程、虛擬設(shè)計(jì)、虛擬制造等手段將使力學(xué)以更大的深度和廣度介入到工程領(lǐng)域的總體技術(shù)；對(duì)超高速、超高壓、超高溫和微重力等極端條件下的力學(xué)行為的新認(rèn)識(shí)，將為遠(yuǎn)離平衡態(tài)過(guò)程提供新的認(rèn)識(shí)；對(duì)湍流、固體強(qiáng)度與破壞、高維非線性系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)等基本力學(xué)難題的研究將取得新的進(jìn)展；中國(guó)國(guó)防與武器裝備建設(shè)更需要力學(xué)的發(fā)展。

二、國(guó)內(nèi)研究特色國(guó)內(nèi)相對(duì)優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)在固體材料的宏微觀力學(xué)研究方面有著較好的基礎(chǔ)和一定的優(yōu)勢(shì)。在材料的宏微觀力學(xué)方面，如斷裂力學(xué)理論、固體本構(gòu)關(guān)系、相變力學(xué)、非均質(zhì)力學(xué)、應(yīng)變梯度理論、電致失效力學(xué)等，獲得了一批達(dá)到國(guó)際水平的成果。清華大學(xué)固體力學(xué)研究所，2001年獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)創(chuàng)新研究群體的資助。二、國(guó)內(nèi)研究特色空氣動(dòng)力學(xué)研究是國(guó)內(nèi)流體力學(xué)的優(yōu)勢(shì)研究領(lǐng)域，隊(duì)伍和成果集中，應(yīng)用背景明確。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)在分離流、旋渦運(yùn)動(dòng)、非平衡流動(dòng)、湍流、流動(dòng)穩(wěn)定性等方面取得了具有國(guó)際影響的研究成果，為提高我國(guó)的國(guó)際地位，形成中國(guó)特色的研究體系做出了貢獻(xiàn)。中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心空氣動(dòng)力學(xué)研究組，2003年獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)創(chuàng)新研究群體的資助。

二、國(guó)內(nèi)研究特色計(jì)算力學(xué)是國(guó)內(nèi)具有一定優(yōu)勢(shì)的研究領(lǐng)域。我國(guó)學(xué)者在結(jié)構(gòu)的微構(gòu)造優(yōu)化、結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化以及奇異最優(yōu)解理論、結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化以及靈敏度分析半解析法、結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法與軟件應(yīng)用等方面，都取得了有國(guó)際影響的成果。大連理工大學(xué)計(jì)算固體力學(xué)組，2004年獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)創(chuàng)新研究群體的資助。二、國(guó)內(nèi)研究特色我國(guó)學(xué)者在動(dòng)力學(xué)與控制領(lǐng)域具有相對(duì)優(yōu)勢(shì)。在非線性動(dòng)力學(xué)研究方面,我國(guó)學(xué)者在國(guó)際上做出了一些較有影響的成果。例如，非線性隨機(jī)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的Hamilton理論體系，非線性魯棒穩(wěn)定性，時(shí)滯系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)與控制，高維非線性系統(tǒng)的全局分叉和混沌動(dòng)力學(xué)等。

在這一領(lǐng)域，最近3年有2人獲得國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng),有1人獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。二、國(guó)內(nèi)研究特色薄弱方向及問(wèn)題

目前我國(guó)力學(xué)界在固體生物材料、生靈材料、仿生材料的力學(xué)研究基礎(chǔ)薄弱，在器官力學(xué)與功能性仿生器件、骨-關(guān)節(jié)力學(xué)與生長(zhǎng)力學(xué)方面的研究基礎(chǔ)也不強(qiáng)。國(guó)內(nèi)在先進(jìn)的生物實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、自組裝技術(shù)、生物納米結(jié)構(gòu)的制備與復(fù)制技術(shù)等方面技術(shù)的落后，也限制了該領(lǐng)域原創(chuàng)性成果的產(chǎn)生。二、國(guó)內(nèi)研究特色與國(guó)際計(jì)算力學(xué)軟件相比，我國(guó)計(jì)算力學(xué)軟件的發(fā)展規(guī)模及水平仍然有很大的差距，在整體功能與性能上還無(wú)法與國(guó)外同類產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)。因此，不但重大工業(yè)項(xiàng)目中的工程力學(xué)計(jì)算幾乎全靠進(jìn)口程序，甚至一般中小設(shè)計(jì)院也被進(jìn)口程序所控制。長(zhǎng)期受制于進(jìn)口軟件而沒(méi)有國(guó)家層面的對(duì)策，將使我國(guó)在國(guó)際經(jīng)濟(jì)和科技競(jìng)爭(zhēng)中，在國(guó)防實(shí)力對(duì)比上長(zhǎng)期處于落后被動(dòng)的地位。二、國(guó)內(nèi)研究特色對(duì)照國(guó)際生物力學(xué)的發(fā)展前沿，我國(guó)生物力學(xué)薄弱領(lǐng)域?yàn)椋荷锪W(xué)新技術(shù)和新方法。目前我國(guó)生物力學(xué)研究的技術(shù)和方法主要是采用國(guó)外該領(lǐng)域的成熟方法或沿用力學(xué)的已有方法，原創(chuàng)性、概念性的技術(shù)和方法較少，從而影響和制約著我國(guó)在本該領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展。三、力學(xué)需重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域（一）優(yōu)先資助領(lǐng)域（二）國(guó)內(nèi)急需發(fā)展的領(lǐng)域或方向（三）需采取特殊措施給予資助的領(lǐng)域或方向（四）需要特別給予考慮資助的重大科學(xué)問(wèn)題（一）優(yōu)先資助領(lǐng)域高維非線性系統(tǒng)的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)與控制該領(lǐng)域的幾個(gè)主要發(fā)展方向?yàn)椋海?）全局分叉和多脈沖混沌動(dòng)力學(xué)；（2）時(shí)滯系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)與控制；（3）隨機(jī)系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)與控制；（4）含有碰撞、摩擦和約束的變結(jié)構(gòu)多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)；（5）微/納尺度系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與控制；（6）極端工況下重大裝備中的非線性振動(dòng)與控制。

（一）優(yōu)先資助領(lǐng)域微納米力學(xué)該領(lǐng)域的幾個(gè)重要發(fā)展方向?yàn)椋海?）納米力學(xué)的基本理論框架與體系；（2）微納米尺度上的多物理場(chǎng)耦合問(wèn)題；（3）納米材料的力學(xué)行為；（4）微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）和納機(jī)電系統(tǒng)（NEMS）中的力學(xué)問(wèn)題。（一）優(yōu)先資助領(lǐng)域多場(chǎng)耦合力學(xué)－智能材料與結(jié)構(gòu)力學(xué)該領(lǐng)域的幾個(gè)主要發(fā)展方向?yàn)椋海?）力－電－磁－熱耦合場(chǎng)分析理論；（2）力－電－磁－熱耦合場(chǎng)的破壞力學(xué)、失效機(jī)理與智能器件的可靠性；（3）智能材料的本構(gòu)關(guān)系；（4）智能結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)與主被動(dòng)控制；（5）耦合場(chǎng)下信息結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)方法與封裝等相關(guān)的虛擬模擬技術(shù)。

（一）優(yōu)先資助領(lǐng)域生物、生靈、仿生、雜交材料體系的力學(xué)該領(lǐng)域的幾個(gè)主要發(fā)展方向?yàn)椋海?）從原子尺度來(lái)研究生物材料和納米結(jié)構(gòu)生靈材料的基本變形和破壞的微觀機(jī)制；（2）功能性仿生材料與器件的力學(xué)性質(zhì)、生物相容性及其功能性，人工仿生材料和康復(fù)器械的力學(xué)設(shè)計(jì)；（3）生物材料的力－電－磁耦合場(chǎng)行為、與化學(xué)力之間的關(guān)系；（4）具有生物分子的流固界面層的納米力學(xué)；（5）發(fā)展自組裝技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)生物納米結(jié)構(gòu)的制備與復(fù)制。（一）優(yōu)先資助領(lǐng)域跨尺度關(guān)聯(lián)與多尺度計(jì)算跨尺度關(guān)聯(lián)與多尺度計(jì)算具有兩重內(nèi)容：在一個(gè)物質(zhì)描述層次下，針對(duì)不同尺度下的場(chǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而進(jìn)行的級(jí)進(jìn)式多尺度計(jì)算，以及跨不同物質(zhì)描述層次（如連續(xù)介質(zhì)與分子動(dòng)力學(xué)描述）的多尺度計(jì)算。目前在該領(lǐng)域的幾個(gè)主要發(fā)展方向?yàn)椋海?）跨尺度計(jì)算方法；（2）多尺度力學(xué)的理論與表征方法；（3）尺度效應(yīng)。（一）優(yōu)先資助領(lǐng)域可壓縮流動(dòng)機(jī)理與表征方法在該領(lǐng)域表現(xiàn)出的幾個(gè)重要發(fā)展方向有：（1）可壓縮湍流的流動(dòng)機(jī)理及模式；（2）激波基礎(chǔ)問(wèn)題研究，包括激波穩(wěn)定性、激波的反射規(guī)律、激波與其它波包括物質(zhì)界面的相互干擾；（3）非定常高超音速流動(dòng)，高超音速流動(dòng)與軌道動(dòng)力學(xué)的耦合；（4）可壓縮性對(duì)混合層的影響，包括渦結(jié)構(gòu)描述與演化機(jī)理、增混措施研究；（5）高溫非平衡氣體流動(dòng)，包括高焓氣體地面實(shí)驗(yàn)和診斷方法、非平衡氣體和等離子體流動(dòng)、稀薄氣體效應(yīng)。（一）優(yōu)先資助領(lǐng)域仿生流體力學(xué)仿生流體力學(xué)是一門(mén)快速發(fā)展的新型交叉學(xué)科，它涉及小尺度非定常空氣動(dòng)力學(xué)和主動(dòng)變形變位邊界的耦合問(wèn)題。它將昆蟲(chóng)、魚(yú)類等生物視為有生命的機(jī)器，研究它們?cè)谏窠?jīng)信號(hào)控制下，驅(qū)動(dòng)其強(qiáng)勁的推進(jìn)肌產(chǎn)生收縮動(dòng)作，形成拍翼運(yùn)動(dòng)或波狀擺動(dòng)，將肌肉中蘊(yùn)含的生化能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而實(shí)現(xiàn)自主飛行和自主游動(dòng)這一復(fù)雜系統(tǒng)的科學(xué)規(guī)律。（一）優(yōu)先資助領(lǐng)域生物力學(xué)發(fā)展的前沿領(lǐng)域及重要科學(xué)問(wèn)題從生物力學(xué)的自身發(fā)展及相關(guān)交叉學(xué)科的進(jìn)展上看，當(dāng)前生物力學(xué)發(fā)展的前沿領(lǐng)域可歸納為：（1）細(xì)胞-分子力學(xué)與工程；（2）器官-組織力學(xué)與工程；（3）骨骼-肌肉-關(guān)節(jié)力學(xué)與工程；（4）生物力學(xué)新概念、新技術(shù)與新方法。（二）國(guó)內(nèi)急需發(fā)展的領(lǐng)域或方向

國(guó)家安全中的關(guān)鍵力學(xué)問(wèn)題在21世紀(jì)，要使我國(guó)的國(guó)家安全裝備水平走上一個(gè)新的臺(tái)階，不論在尖端武器或常規(guī)武器方面都有許多關(guān)鍵的力學(xué)問(wèn)題需要解決。力學(xué)學(xué)科的一些基礎(chǔ)研究方向：如爆炸與沖擊力學(xué)、船舶水動(dòng)力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)流體力學(xué)和燃燒理論、承載與防熱材料與結(jié)構(gòu)的力學(xué)一體化設(shè)計(jì)、武器系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)與運(yùn)載控制等，已成為各種艦船、飛機(jī)、坦克車(chē)輛、兵器火炮、空間武器技術(shù)研究與發(fā)展的重要基礎(chǔ)和支撐。（二）國(guó)內(nèi)急需發(fā)展的領(lǐng)域或方向環(huán)境力學(xué)問(wèn)題環(huán)境力學(xué)是力學(xué)與環(huán)境科學(xué)相互結(jié)合而形成一門(mén)新興交叉學(xué)科。它更強(qiáng)調(diào)環(huán)境問(wèn)題的動(dòng)力學(xué)過(guò)程和定量化研究。目前在該領(lǐng)域的幾個(gè)主要發(fā)展方向?yàn)椋海?）多相、多組分復(fù)雜流動(dòng)及多過(guò)程耦合作用；（2）自然環(huán)境流動(dòng)的多尺度效應(yīng)和非線性作用；（3）干旱、半干旱環(huán)境治理的動(dòng)力學(xué)過(guò)程（侵蝕、沙塵、荒漠化）；（4）以水或氣為載體的物質(zhì)輸運(yùn)過(guò)程（污染物排放、河口沿海泥沙輸運(yùn)）；（5）重大環(huán)境災(zāi)害發(fā)生機(jī)理及預(yù)報(bào)（洪水、滑坡、全球變暖）。（三）需采取特殊措施給予資助的領(lǐng)域或方向工程力學(xué)軟件開(kāi)發(fā)－自主產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)化與商業(yè)化大規(guī)模、高性能的力學(xué)計(jì)算軟件系統(tǒng)，不僅對(duì)于力學(xué)研究和應(yīng)用，而且對(duì)于工業(yè)與高新技術(shù)領(lǐng)域及國(guó)家安全都是至關(guān)重要的。目前迫切需要的是建立一、兩個(gè)大型力學(xué)計(jì)算軟件庫(kù)基地?；氐娜蝿?wù)：一是研究開(kāi)發(fā)和集成大型力學(xué)與工程計(jì)算軟件（如結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化、計(jì)算流體力學(xué)軟件、國(guó)防尖端武器研制設(shè)計(jì)仿真優(yōu)化軟件）。（三）需采取特殊措施給予資助的領(lǐng)域或方向工程力學(xué)軟件開(kāi)發(fā)－自主產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)化與商業(yè)化二是發(fā)展力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)（如復(fù)雜流場(chǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)庫(kù)，各層次結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)演化的虛擬現(xiàn)實(shí)等），發(fā)展中國(guó)知識(shí)版權(quán)的CAE（計(jì)算機(jī)輔助工程）與虛擬仿真技術(shù)及軟件產(chǎn)品。這不僅將極大地促進(jìn)計(jì)算力學(xué)的發(fā)展，更會(huì)使一批產(chǎn)業(yè)發(fā)生本質(zhì)的提升，更是21世紀(jì)我國(guó)工程界提高競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)主要技術(shù)源泉。（三）需采取特殊措施給予資助的領(lǐng)域或方向制造技術(shù)中的關(guān)鍵力學(xué)問(wèn)題先進(jìn)制造技術(shù)是影響一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力，改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。在機(jī)器人技術(shù)、微型機(jī)械加工技術(shù)、精密成形和快速原形成形、熱加工工藝模擬技術(shù)、微電子元器件的設(shè)計(jì)和加工等方面，涉及大量的力－電－磁－熱－濕的多場(chǎng)耦合和功能材料的力學(xué)性能與應(yīng)用等力學(xué)問(wèn)題。常規(guī)制造技術(shù)中也伴隨著大量力學(xué)問(wèn)題。為改善某些制造業(yè)中能耗大、材耗高、污染重、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的狀況，需要對(duì)生產(chǎn)工藝定量?jī)?yōu)化和計(jì)算機(jī)輔助工藝進(jìn)行研究。制造中的變形過(guò)程和材料中的微結(jié)構(gòu)演化需要通過(guò)宏觀與細(xì)觀相結(jié)合的力學(xué)方法來(lái)加以解決。（三）需采取特殊措施給予資助的領(lǐng)域或方向人類健康科學(xué)領(lǐng)域的力學(xué)問(wèn)題人類健康科學(xué)領(lǐng)域的力學(xué)問(wèn)題是多學(xué)科交叉的新領(lǐng)域，但它有別于生物力學(xué)和環(huán)境力學(xué)，涉及到的主要研究方向有：（1）疾病檢測(cè)方法與診斷技術(shù)，如疾病診斷的生物芯片與生物微系統(tǒng)，以及相關(guān)檢測(cè)技術(shù)（如磁力共振技術(shù)、病毒沖擊打靶技術(shù)等）；（2）醫(yī)療儀器的傳感技術(shù)與采集分析軟件技術(shù)；（3）醫(yī)學(xué)材料力學(xué)設(shè)計(jì)、制備與表征方法；

（三）需采取特殊措施給予資助的領(lǐng)域或方向人類健康科學(xué)領(lǐng)域的力學(xué)問(wèn)題（4）人體健康環(huán)境發(fā)生機(jī)理、預(yù)報(bào)與控制；（5）基于數(shù)學(xué)力學(xué)基礎(chǔ)上的公共衛(wèi)生與健康的統(tǒng)計(jì)模型與數(shù)值模擬方法；（6）藥物力學(xué)：涉及生物大分子-配體小分子相互作用的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)；（7）應(yīng)力與生長(zhǎng)的關(guān)系及應(yīng)用：應(yīng)力與細(xì)胞生長(zhǎng)關(guān)系的研究則是組織工程的關(guān)鍵性學(xué)科基礎(chǔ)之一。（四）需要特別給予考慮資助的重大科學(xué)問(wèn)題航空航天中的力學(xué)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題我國(guó)神州五號(hào)飛船的研制所提出的13項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)都與力學(xué)密切相關(guān)，說(shuō)明了力學(xué)在航空航天中的舉足輕重的作用和地位。在21世紀(jì)國(guó)家對(duì)空天安全能力發(fā)展的要求下，將面臨一系列極富挑戰(zhàn)性的、基礎(chǔ)性的研究課題，其中關(guān)鍵技術(shù)涉及：高超聲速技術(shù)；高機(jī)動(dòng)飛行技術(shù)；長(zhǎng)距離空天飛行技術(shù)；高隱身技術(shù)；兼具超輕質(zhì)量、高強(qiáng)韌、耐熱和抗沖擊性能的結(jié)構(gòu)技術(shù)；以及精確打擊及可靠性技術(shù)。

（四）需要特別給予考慮資助的重大科學(xué)問(wèn)題航空航天中的力學(xué)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題與這6大關(guān)鍵技術(shù)相關(guān)的核心科學(xué)問(wèn)題為：（1）高速、高機(jī)動(dòng)飛行中復(fù)雜流動(dòng)機(jī)理；（2）高溫、高速條件下氣流的燃燒，熱力學(xué)和化學(xué)非平衡流動(dòng)；（3）輕質(zhì)、強(qiáng)韌、抗撞擊、防熱結(jié)構(gòu)及其材料一體化設(shè)計(jì)的理論和方法；（4）隱身技術(shù)的基礎(chǔ)問(wèn)題。（四）需要特別給予考慮資助的重大科學(xué)問(wèn)題災(zāi)害與公共安全的力學(xué)問(wèn)題我國(guó)自然災(zāi)害（如臺(tái)風(fēng)、泥石流、山體滑坡、地震等）頻繁發(fā)生，現(xiàn)代災(zāi)害預(yù)測(cè)與防治是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，其中涉及到的力學(xué)問(wèn)題為：（1）研究解決地球表面生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)（如水、沙、氣等）和能量的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；（2）地球構(gòu)造的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)及地震機(jī)制與地震預(yù)報(bào)；（3）沙漠中沙丘演化的自組織臨界性現(xiàn)象研究及遏制我國(guó)西北地區(qū)荒漠化；（四）需要特別給予考慮資助的重大科學(xué)問(wèn)題災(zāi)害與公共安全的力學(xué)問(wèn)題（4）預(yù)測(cè)及防范泥石流、山體滑坡等自然災(zāi)害；（5）毒氣、基因病毒的擴(kuò)散控制；（6）關(guān)于工業(yè)性災(zāi)害（如煤礦巷道坍塌、瓦斯突出，鍋爐、壓力容器爆炸等）的預(yù)測(cè)與防范。（四）需要特別給予考慮資助的重大科學(xué)問(wèn)題儀器設(shè)備研制及實(shí)驗(yàn)力學(xué)新技術(shù)與新表征方法力學(xué)科學(xué)儀器設(shè)備為力學(xué)家認(rèn)識(shí)世界和驗(yàn)證力學(xué)理論提供工具。實(shí)驗(yàn)力學(xué)除了具有力學(xué)基礎(chǔ)研究的性質(zhì)外，還具有很強(qiáng)的技術(shù)性和應(yīng)用性。該領(lǐng)域具有自己的一些特性：原創(chuàng)性強(qiáng)、經(jīng)費(fèi)投入大、失敗率高、成果周期長(zhǎng)。目前在該領(lǐng)域的幾個(gè)重要科學(xué)問(wèn)題和發(fā)展方向?yàn)椋海?）高靈敏度納觀測(cè)量方法與技術(shù)，微納米力學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)的表征模型與方法，微系統(tǒng)和低維結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)方法與模擬技術(shù)；

（四）需要特別給予考慮資助的重大科學(xué)問(wèn)題儀器設(shè)備研制及實(shí)驗(yàn)力學(xué)新技術(shù)與新表征方法（2）力-電-磁-熱耦合場(chǎng)加載與量測(cè)表征技術(shù)；（3）各種特殊環(huán)境下的物理力學(xué)性能量與多維運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)量技術(shù)；（4）具有高空間分辨率、高溫、實(shí)時(shí)的全場(chǎng)測(cè)試手段，電子探針顯微鏡結(jié)合單分子力譜測(cè)量方法；（5）生命與仿生中的實(shí)驗(yàn)光電測(cè)量技術(shù)與表征方法；（6）高速加載與測(cè)量技術(shù)，極高頻率的檢頻方法。四、科學(xué)基金現(xiàn)有資助的布局及分析

國(guó)內(nèi)力學(xué)基礎(chǔ)研究隊(duì)伍正高級(jí)：1651人，副高級(jí)：2363人，中級(jí)：1289人2004年對(duì)國(guó)內(nèi)86個(gè)單位的力學(xué)基礎(chǔ)研究人員的調(diào)研結(jié)果表明，目前國(guó)內(nèi)擁有5300余人的力學(xué)基礎(chǔ)研究隊(duì)伍。四、科學(xué)基金現(xiàn)有資助的布局及分析國(guó)內(nèi)力學(xué)基礎(chǔ)研究隊(duì)伍研究人員多數(shù)處于30～45之間，峰值出現(xiàn)在37～41歲年齡段。40歲以下的研究人員中多數(shù)是副高級(jí)和中級(jí)職稱。

四、科學(xué)基金現(xiàn)有資助的布局及分析申請(qǐng)力學(xué)基金項(xiàng)目情況1998~2005年8年期間力學(xué)學(xué)科申請(qǐng)項(xiàng)目情況年度自由青年地區(qū)重點(diǎn)杰出合計(jì)19983211003154443199943899781256420004148096255342001485811041959920024727868175812003468126512276382004582139615287702005674172171430907四、科學(xué)基金現(xiàn)有資助的布局及分析資助力學(xué)基金項(xiàng)目情況1986~2004年期間(19年)，力學(xué)科學(xué)處共資助各類項(xiàng)目2322項(xiàng)，獲得資助的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人共1522人。有466人獲得了持續(xù)資助，占資助總?cè)藬?shù)的31%。1986-2004年力學(xué)學(xué)科資助項(xiàng)目負(fù)責(zé)人獲資助項(xiàng)目數(shù)四、科學(xué)基金現(xiàn)有資助的布局及分析年度自由青年地區(qū)重點(diǎn)杰出合計(jì)199880230811121999772213410720007723265113200198243251332002122253651612003121322641652004138442651951998~2004年7年期間力學(xué)學(xué)科資助項(xiàng)目情況資助力學(xué)基金項(xiàng)目情況2001~2003年項(xiàng)目申請(qǐng)及承擔(dān)人員情況

對(duì)2001~2003年各類申請(qǐng)、資助項(xiàng)目進(jìn)行了分析,申請(qǐng)項(xiàng)目中申請(qǐng)者與參加者具有中級(jí)職稱以上的人員為4861人，具有中級(jí)職稱以上承擔(dān)項(xiàng)目人員為1556人，可見(jiàn)尚有2/3的人員未能承擔(dān)基金。四、科學(xué)基金現(xiàn)有資助的布局及分析年度1999200020012002200320042005面上申請(qǐng)570533576556599727863

一般力學(xué)申請(qǐng)數(shù)及比例747066676911311313.0%13.1%11.5%12.1%

11.5%15.5%

13.1%

固體力學(xué)申請(qǐng)數(shù)及比例30426029026731636745353.3%48.8%

50.3%

48.0%

52.8%

50.5%

52.5%

流體力學(xué)申請(qǐng)數(shù)及比例14614415415113015117925.6%

27.0%

26.7%

27.2%

21.7%

20.8%

20.7%

交叉領(lǐng)域申請(qǐng)數(shù)及比例4659667184961188.1%11.1%11.5%

12.8%

14.0%

13.2%

13.7%

從基金申請(qǐng)量看力學(xué)基礎(chǔ)研究隊(duì)伍四、科學(xué)基金現(xiàn)有資助的布局及分析1999－2003流體力學(xué)各分支學(xué)科－申請(qǐng)數(shù)、資助數(shù)、資助率分布圖五、流體力學(xué)現(xiàn)狀分析在基礎(chǔ)理論研究方面，多年來(lái)，我國(guó)學(xué)者在流動(dòng)轉(zhuǎn)捩機(jī)制、湍流機(jī)理與模式、分離流、旋渦運(yùn)動(dòng)、非平衡流動(dòng)，以及高精度計(jì)算格式和方法等方面，取得了一批有國(guó)際影響的成果。發(fā)表在國(guó)際知名刊物論文的數(shù)量和比例穩(wěn)步提高。106種力學(xué)期刊的前13種刊物1流體力學(xué)年鑒

(5.108)(ANNUREVFLUIDMECH)2應(yīng)用力學(xué)進(jìn)展(4.222)(ADVAPPLMECH)3固體力學(xué)與物理(2.885)(JMECHPHYSSOLIDS)4國(guó)際塑性力學(xué)雜志(2.768)(INTJPLASTICITY)5流體力學(xué)雜志

(1.811)(JFLUIDMECH)6流變學(xué)（J）(1.778)(JRHEOL)7理性力學(xué)分析雜志(1.736)(ARCHRATIONMECHAN)8微力學(xué)與微工程(1.699)(JMICROMECHMICROENG)9非線性科學(xué)(1.615)(JNONLINEARSCI)10國(guó)際應(yīng)用力學(xué)雜志(1.614)(INTAPPLMECH+)11流體物理

(1.566)(PHYSFLUIDS)12流變學(xué)學(xué)報(bào)(1.548)(RHEOLACTA)13計(jì)算機(jī)與流體

(1.479)(COMPUTFluids)五、流體力學(xué)現(xiàn)狀分析五、流體力學(xué)現(xiàn)狀分析五、流體力學(xué)現(xiàn)狀分析在結(jié)合國(guó)家需求的研究方面，解決了我國(guó)航空航天、國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的一些重大科學(xué)和技術(shù)問(wèn)題。我國(guó)神州號(hào)飛船、飛機(jī)、武器中的氣動(dòng)問(wèn)題各種建筑的風(fēng)環(huán)境問(wèn)題形成了良好的學(xué)術(shù)隊(duì)伍、學(xué)術(shù)氛圍。老、中、青結(jié)合的學(xué)術(shù)梯隊(duì)五、流體力學(xué)現(xiàn)狀分析流體力學(xué)研究隊(duì)伍分布在少數(shù)的單位具有流體力學(xué)研究集體的單位：中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第11研究院中國(guó)船舶科學(xué)研究中心

4個(gè)院所五、流體力學(xué)現(xiàn)狀分析流體力學(xué)研究隊(duì)伍分布在少數(shù)的單位具有流體力學(xué)研究集體的單位：清華大學(xué)北京大學(xué)北京航空航天大學(xué)上海交通大學(xué)上海大學(xué)天津大學(xué)五、流體力學(xué)現(xiàn)狀分析流體力學(xué)研究隊(duì)伍分布在少數(shù)的單位具有流體力學(xué)研究集體的單位：南京航空航天大學(xué)南京理工大學(xué)浙江大學(xué)

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)

西北工業(yè)大學(xué)

僅11所高校，相當(dāng)多的重點(diǎn)研究單位無(wú)流體力學(xué)！與固體力學(xué)隊(duì)伍分布在80多個(gè)單位相比，太少！五、流體力學(xué)現(xiàn)狀分析流體力學(xué)研究人員比例在下降5年內(nèi)，從基金項(xiàng)目申請(qǐng)量來(lái)看，流體力學(xué)研究隊(duì)伍的比例從26%下降到21%，使得本來(lái)力學(xué)二級(jí)分支隊(duì)伍分布不均衡局面更加嚴(yán)重。原因：流體力學(xué)研究周期長(zhǎng)，出成果慢，吸引力不足；與固體力學(xué)相比，新的學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)少，同時(shí)涉獵新領(lǐng)域的人員少；學(xué)術(shù)“百花齊放”的局面沒(méi)有充分形成。五、流體力學(xué)現(xiàn)狀分析實(shí)驗(yàn)研究人員偏少很少?gòu)氖铝黧w力學(xué)實(shí)驗(yàn)原理和方法研究的人員，缺乏自主研制流體測(cè)量?jī)x器的能力。流體實(shí)驗(yàn)研究的周期更長(zhǎng)，出成果更慢。五、流體力學(xué)現(xiàn)狀分析流體力學(xué)研究領(lǐng)域湍流流動(dòng)穩(wěn)定性與轉(zhuǎn)捩空氣動(dòng)力學(xué)高溫氣體動(dòng)力學(xué)稀薄氣體動(dòng)力學(xué)水動(dòng)力學(xué)非牛頓流體力學(xué)

多相流體力學(xué)