力学人(2021年第01期)
2021年郭永怀奖学金获得者
一等奖获得者
肖凯璐
2016 级硕博连读生 导师:黄晨光 研究员、吴先前 副研究员
肖凯璐,2016 年 9 月进入中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室攻读博士学位,指导教师为黄晨光研究员和吴先前副研究员。主要从事二维材料冲击动力学行为的研究工作。建立了强激光驱动的微颗粒高速冲击实验技术,获得了二维材料的冲击防护性能与失效行为;发展了二维材料冲击响应的多尺度模拟方法,阐明了二维材料优异的耗能机理;在此基础上, 提出了高性能二维材料的优化设计方案。相关研究成果为二维材料及其复合结构在冲击防护工程应用提供了重要支撑。目前,以第一 作者在 Carbon 等期刊发表 5 篇 SCI 论文。
杨鹏飞
2016 级硕博连读生 导师:姜宗林 研究员、王春 研究员
杨鹏飞,2016 年 9 月进入中国科学院力学研究所高温气 体动力学国家重点实验室,主要从事气相爆轰物理及其推进 应用等方面的研究。针对斜爆轰应用于空天推进的重要需求, 开展斜爆轰波起爆驻定特性和波面动态特征的基础性研究。 研究工作揭示了斜爆轰波起爆波系失稳的物理机制,建立了 起爆区波系结构类型的转变判据;通过分析外界强迫扰动对 爆轰波失稳特性的作用规律,揭示了波面小尺度波系的形成机理。相关成果发表在 Journal of Fluid Mechanics,Combustion and Flame,Physics of Fluids 等 期刊上。
二等奖获得者
陈雪飞
2016 级博士生 导师:武晓雷 研究员
陈雪飞,2016 年 8 月进入中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室(LNM) ,从事金属结构材料强韧化及微观机理研究。针对中熵合金中的化学短程序难题,通过透射电子显微镜实验与分析, 首次给出了中熵合金中化学短程序存在的直接观察证据以及化学短程序与位错的交互作用证据。以共同一作身份, 在顶级期刊 Nature 上, 发表论文“Direct observationof chemical short-range order in a medium-entropy alloy”。
符耀威
2016 级硕博连读生 导师:李新亮 研究员
符耀威,于 2016 年 9 月进入力学研究所高温气 体动力学国家重点实验室硕博连读。参与 opencfd- comb 程序的开发。opencfd-comb 是一套适用于多组 分化学反应流动且支持基元反应的高精度有限差分 开源代码。硕博期间先后对超声速射流燃烧和界面 不稳定性进行了数值模拟研究。针对惯性约束聚变 中的湍流混合问题,博士期间主要对球形和柱形以 及化学反应柱形汇聚 Richtmyer-Meshkov 进行了大规
模数值模拟,研究发现,相对于柱形混合层,球形混合层宽度增长更快,且组分之间的混合 程度更高。化学反应导致混合层宽度增大。
高斐斐
2016 硕博连读生 导师:张 吟 研究员
高斐斐,2016 年 9 月进入中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室 (LNM),从事振动力学反问题的研究。针对原子力显微镜 (AFM) 分辨率的提高和材料性能的振动力学反演两大关键科学问题,采用反问题的方法开展研究工作。提出了增强 AFM 信号的新悬臂梁结构和利用压痕深度 - 载荷曲线反演薄膜厚度和等效杨氏模量的有效方法,并利用 T 型悬臂梁接触共振频率分岔行为解耦了样品的杨氏模量和泊松比。通过计算超声波与基体材料内部纳米结构的散射关系,定量 表征了共振差频 AFM 的差频信号与基体 / 夹杂结构的关联,建立了悬臂梁探针 - 样品表面 非线性接触区域的综合解析模型。
康润宁
2018 级博士生 导师:魏小林 研究员,宾峰 副研究员
康润宁,LHD,流体力学,研究方向:催化燃烧与污染物控制。在科研中,从工程科 学角度出发, 将转炉炼钢过程存在的难题凝炼转化为关键科学问题, 并以转炉放散煤气(CO) 为对象,提出并深入研究 CO 自持催化燃烧新技术,在 Cu 基催化剂上实现了低温高效 CO自持燃烧,完成了从本征动力学到飞温动力学的拓展,深入探讨了 CO 起燃 - 飞温 - 自持 的定性定量反应机理,自主研发出工业级蜂窝陶瓷催化剂,并在怀柔基地进行小试实验,用以解决实际工程应用中的技术难题。目前这些成果已发表文章 4 篇,其中 SCI 论文 3 篇 (Proceedings of the Combustion Institute、Fuel、Applied Catalysis A, General),中文核心论文 1 篇,国际 / 国内 会议做口头报告 4 次,授权实用新型专利 2 项,在申 请发明专利 4 项。在学期间荣获博士研究生国家奖学金, 郭永怀二等奖学金, 中国科学院大学“三好学生”称号, 在第一届研究生学术论坛中荣获二等奖, 并于 2020.08获 CSC 国家公派留学资助, 目前在 Aalto University 进 行为期 2 年的学习。
魏志全
2017 级博士生 导师:白以龙 研究员,许向红 副研究员
魏志全,2017 年 9 月进入中国科学院力学研究所非线性国家重点实验室(LNM)攻读博士学位,从事仿生微结构设计及其抗冲击机理研究。模仿自然界中耐冲击的生物材料,采用实验和数值模拟相结合的方法,深入地研究了仿生结构抗冲击性能机理。仿生微结构设计了表面梯度结构和周期结构,揭示了落锤冲击过程中仿生结构的失效模式和应力场演化规律;提出了胞元尺寸呈梯度变化的砖 - 泥结构,揭示了胞元尺寸梯度对砖 - 泥结构抗冲击性能的影 响规律和机理,仿生设计了刺猬刺薄壁结构,研究了刚性平板轴向冲击过程中薄壁结构的失 效破坏模式, 并揭示了多级刺猬刺结构吸能机理。目前, 已在 Composites Part B、Composite Structures 等期刊发表三篇文章。
优秀青年
顾洪斌
顾洪斌于 2002 年进入力学所工作,2008 年获得中科院力学所博士学位。长期从事高超 声速推进实验技术与超燃冲压发动机关键技术研究,获得 2008 年国防科技进步二等奖。现 为力学所高级工程师、项目研究员。作为风洞系统技术负责人主持条件保障建设项目,先后建成国际领先的高焓变马赫数推进风洞、国内温度指标最 高的纯净空气自由射流风洞,以及国内首座高焓变马赫数 直连实验台。发明了高焓变马赫数喷管、随变燃烧加热器、 高温高压阀门、高温高压膨胀节等风洞关键技术设备,攻 克了装备建设中技术障碍。提出主动控制多级稳定结构的 超燃冲压发动机原理。相关工作共获得的发明专利 8 项, 发表研究论文 50 余篇。担任航天三网冲压与组合推进专 委会委员。入选中国科学院 2020 年度关键技术人才。
李 龙
李龙,2013 年就读于中国科学院力学研究所,并于2018 年获得博士学位。同年 4 月留所工作至今。2021 年入选中国科学院青年创新促进会。现任中国科学院力学研究所,非线性力学国家重点实验室,助理研究员。研究领域为生物力学,研究方向包括细胞力学与眼生物力学,主要运用生物力学和力学生物学研究手段,从分子、细胞、组织三个层次研究力学微环境对生物体生命活动的调控作用, 揭示生物体的力学响应机制。首先围绕“癌细胞粘附的力学调控机制”研究方向,另辟蹊径,以细胞膜热扰动引起的波动熵力为切入点,确立并阐明了波动熵力的作用规律及其在受体— 配体键合与脂筏集聚相变过程中发挥的作用,为结束当前关于波动力力律的国际争论提供理论基础, 并合理地解释了相互矛盾的实验结果。该研究成果进一步揭示了癌症转移机理, 为药物设计与研发提供了新思路。其次,围绕青光眼视神经损伤机制,针对青光眼损害的原 发部位—— 筛板,建立了力学模型,首次引入筛板层间剪切变形,解释了持续 40 年的关于 筛孔形状变化的临床观测结果,发现了筛孔边缘存在应力集中的现象,进一步揭示了青光 眼视神经损伤机制,有助于提高青光眼的治疗、诊断水平。相关工作发表在 Nano Letters、 National Science Review、Acta Biomaterialia、Soft Matter、New Journal of Physics、Physical Review E 等国际著名期刊上。
汪 球
汪球,1985 年 10 月出生, 湖北黄冈人。2008 年在北京航空航天大学获得飞行器动力工程学士学位,2013 年获中国科学院力学研究所流体力学博士学位, 同年进入力学所高温气体实验室工作。2017 年 11 月至 2018 年 10 月受基金委资助在德国亚琛工业大学激波实验室访问一年。现为高温气体动力学国家重点实验室高级工程师、中国航天第三专业信息网暨中国空天动力联合会专委会委员、气动研究与实验期刊青年编委。
主要研究方向为高超声速气动热、高焓非平衡流动、等离子体 / 磁流体流动控制。系统研究了高超声速测热传感器测量精度的影响因素, 为实验方案设计和高精度测量提供了理论指导, 并获得了不同风洞气动热关联的关键参数, 相关技术和研究为高超声速的基础理论探索和 GF 重点型号测试任务提供了重要支撑。先后主 持国家自然科学基金青年 / 面上项目、航空科学基金、军科委基础加强子课题、国家重大专 项项目子课题等多项纵向项目, 以及航天一院、航天二院、航空工业气动院等横向课题。相 关工作也以第一或通讯作者发表文章二十余篇,申请发明专利 9 项,并入选 2021 年度中国 科学院青年创新促进会人才项目。
王静竹
王静竹,1989 年 12 月生, 博士, 中共党员。2012 年 7 月本科毕业于大连海事大学,2017 年 4 月博士毕业于日本神户大学。同年 5 月在力学所工作,担任助理研究员,2019 年 12 月被聘为副研究员,2020年入选中国科协青年人才托举工程项目。
在跨介质高速水动力学这一新兴前沿科学领域,空泡群溃灭和自由面稳定性等关键基础科学问题,是水下发射航行体载荷的机理分析及预测精度的重要影响因素,对相关重大工程型号的设计至关重要。在均相混合物模型的基础上,引入气泡数密度表征空化区内部结构并气泡分裂因素,建立了反映力 / 热 / 质量输运/ 化学反应的空泡溃灭理论模型和反映微观空泡群动力学特性的宏观空化相变模型。进一步,发现空化溃灭诱导自由液面变形的Rayleigh-Taylor 不稳定现象,建立了界面扰动方程和物理模型, 获得了界面稳定性相图,解 释了界面失稳和通气现象的机制,并得到了数值计算和实验结果的验证。相关结论揭示了自 由面与非稳态空泡的耦合影响机制,为跨介质航行体溃灭载荷机理分析及界面演化流态预测 提供了重要支撑,寻找到的稳定减阻流态已应用于新概念水面超高速航行器研制。相关工作 发表在 J. Fluid Mech., Ultrason. Sonochem. 、 J. Appl. Phys. 等相关领域重要期刊。2019 年, 获 得美国机械工程师协会(ASME) CFD 领域年度最佳论文奖,《上能威胁火箭, 下能五洋捉鱼: 空泡, 你还有多少秘密?》入选科学大院 2020 年度十佳科普文章。目前担任中国力学学会流 - 固耦合专业委员委员、水动力学专业组组员、力学学报青年编委、Journal of Hydrodynamics 编委、水动力学研究与进展期刊编委等职。
闫 聪
闫聪 , 现任力学所高技术处处长、机关二支部书记,兼任宽域飞行工程科学与应用中心主任。
2009 年毕业于中国科学院力学研究所,获理学硕士学位。毕业后一直在力学所从事科研管理工作,熟悉国家科技管理政策并能很好地在管理工作中贯彻执行。作为核心管理骨干,全程参与了研究所若干重大任务的筹划和管理, 相关项目被列入国家战略规划,成为我国未来的重要发展方向之一。具有较好的工程协调能力,多次组织带队到靶场完成飞行试验任务。2017 年,获得中科院北京分院 第三届“启明星”优秀人才荣誉称号。
人才队伍
苏业旺团队入选 2020 年度
中国科学院创新交叉团队项目
力学所非线性力学国家重点实验室苏业旺研究员负责的“用于海洋信息采集的鱼类柔性 可穿戴设备研究与应用的创新交叉团队”入选 2020 年度中国科学院科技创新交叉团队项目。 其团队成员包括华中科技大学黄永安,北京航空航天大学陈玉丽、赵勇,中国科学院大学杨亚, 微电子研究所黄成军,力学所中科院流固耦合系统力学重点实验室魏延鹏。全院 2020 年度 有 20 个研究团队入选。
现代化战争先进设备的系统性、精确性需要海洋环境参数支持, 需要进行大范围、长期、 实时海洋环境参数采集。已有的海洋浮标和水下滑翔机技术使得海洋环境参数采集成为可能。 但前者位置固定,即使大量布局,海洋环境参数的采集海域范围也比较有限;后者位置不固 定,滑翔距离可达上千公里,但是造价昂贵,无法大量使用形成信息实时采集网。
苏业旺研究员负责的创新交叉团队提出一种全新的解决方案,基于力学结构设计,研发 穿着于鱼体的柔性穿戴式传感器节点,大量应用于海洋鱼类,利用鱼体游动的特点,建立大 范围、长期、实时海洋环境参数采集平台,通过远距离传输技术将数据传输至海岸基站,并 进行大数据分析,完善海洋环境动态数据库。未来该平台可进一步扩展,满足海洋环境参数 全面采集的同时可进一步针对性地探测,实现生物资源、能源、水资源和金属资源的战略性 开发。
苏业旺创新交叉团队