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献礼建党百年——人才创新成果系列展示(一)

发布时间:2021-06-17 11:18:13
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前言:

 

党中央历来重视人才工作,习近平总书记指出:“世界科技强国必须能够在全球范围内吸引人才、留住人才、用好人才。我国要实现高水平科技自立自强,归根结底要靠高水平创新人才。”

于高校而言,人才是学校的立校之本、强校之基、兴校之源。营造尊重人才、尊重知识的良好环境,充分激发人才的创新活力,我们推出人才创新成果系列展示,激励人才践行党的号召和要求,立足岗位做贡献,进一步弘扬科学家精神,助推学校事业高质量发展。


 

项目名称:先进装备关键动力学问题的保结构分析方法


 

研究背景:

 

未来航天器、柔性共融机器人等先进装备涉及的强非线性、耗散和高维动力学问题是动力学领域最富挑战性的研究课题。当前,对于非线性问题,描述系统非线性特征的守恒量难以得到保持;对于高维问题,计算分析效率有待进一步提高;对于耗散问题,难以从系统响应中精确分离出耗散效应。因此,如何给出精度高、过程稳定、真实反映非线性耗散系统物理性质的数值解,是科学计算工作者亟待解决的关键问题。

创新成果:

作为保结构领域的开创性工作,冯康先生和钟万勰院士等针对保守有限维Hamilton系统,已经建立了非常完备的辛求解体系。无限维、耗散是复杂工程问题的基本特征,也是将保结构理论应用于实际工程有待进一步研究的关键问题,基于此,胡伟鹏教授在国家自然科学基金持续资助下,突破已有理论成果,取得了如下创新性研究成果:

1.对无限维高阶非线性动力学系统,提出了辛降维和多辛降阶方法;

2.对耗散动力学系统,建立了广义多辛理论;

3.于以上理论成果,发展了空间太阳能电站结构中低维构件至高维组合结构涉及的耦合动力学问题的保结构分析方法(图1);

4.针对空间太阳能电站在轨建造中面临的系列困难,创造性地提出了柔性航天器的在轨生长构建设想(图2),并采用保结构理论初步论证了该设想的理论可行性。  

           

 

 

 

         图1:低维构件至高维组合结构姿轨柔耦合动力学模型                               2:在轨生长柔性航天器单元结构设计与动力学机理探索


结合上述研究工作,在Nonlinear Dynamics、Mechanical Systems and Signal Processing、Applied Mathematics Letters、Journal of Computational Physics、Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation、Computer Physics Communications、Applied Mathematical Modelling、Journal of Sound and Vibration、International Journal for Numerical Methods in Engineering、Science China: Physics, Mechanics & Astronomy等顶级期刊上发表第一作者SCI论文40余篇,多篇论文相继入选ESI高被引论文,并得到了Gennady A. Leonov院士、Luigi Brugnano院士、Zheng Hong Zhu院士、Jean Zu院士、崔俊芝院士、朱位秋院士等国内外著名学者正面评价,在学术界产生了重要影响。

上述研究成果先后获陕西省科学技术一等奖陕西高等学校科学技术一等奖各一项(图3)。

 

  

图3:部分科研获奖证书

 

致谢:国家自然科学基金(11002115、11372253、11672241、11972284)、陕西省杰出青年科学基金(2019JC-29)和陕西高校“空间太阳能电站动力学与控制”青年教师创新团队资助。

 

 项目完成人简介:

 

 

 

胡伟鹏,西安理工大学教授,博士生导师,陕西省“空间太阳能电站动力学与控制”青年教师创新团队负责人(2019年),原西北工业大学首届“翱翔青年学者”(2014年)入选者,“翱翔之星计划”(2012年)入选者,“校新人新方向”建设项目(2011年)负责人。主要从事耗散动力学系统保结构算法及在航天动力学问题中的应用研究。近年来主持国家自然科学基金4项、陕西省杰出青年科学基金和陕西省自然科学基金各1项、航空科学基金和航天支撑技术基金各2项等基础性科研项目30余项,出版学术专著1部,发表第一/通讯作者SCI论文50余篇(其中第一作者1区13篇,ESI高被引论文2篇),获陕西科学技术一等奖(2018年)和陕西高等学校科学技术一等奖(2017年)各1项,研究工作获陕西省自然科学基金杰出青年基金(2018年)支持。


                                                                     人事处党支部

                                                              (高层次人才引进办公室、人事处)

 

 

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