“力學(xué)與交叉學(xué)科發(fā)展論壇”成功舉辦
論壇現(xiàn)場
由北京大學(xué)工學(xué)院主辦、周培源基金會協(xié)辦的“力學(xué)與交叉學(xué)科發(fā)展論壇”于2024年5月3日-5月4日在北京成功舉辦。中國科學(xué)院院士、浙江大學(xué)楊衛(wèi)教授，美國國家工程院院士、美國國家科學(xué)院院士、中國科學(xué)院外籍院士、北京大學(xué)力學(xué)系80級校友、美國西北大學(xué)黃永剛教授，美國國家工程院院士、美國國家科學(xué)院院士、中國科學(xué)院外籍院士、清華大學(xué)高華健教授，中國科學(xué)院院士、南京航空航天大學(xué)郭萬林教授，中國科學(xué)院院士、北京大學(xué)魏悅廣教授，中國科學(xué)院院士、大連理工大學(xué)郭旭教授，中國科學(xué)院院士、北京大學(xué)段慧玲教授，北京大學(xué)科學(xué)研究部部長謝冰教授，國家自然科學(xué)基金委數(shù)理學(xué)部原副主任、北京大學(xué)力學(xué)系85級校友孟慶國研究員，北京大學(xué)工學(xué)院相關(guān)院領(lǐng)導(dǎo)以及全國46所高校和科研院所的相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、專家和教授共230余人參會。開幕式由北京大學(xué)工學(xué)院副院長、力學(xué)與工程科學(xué)系主任楊越教授主持。
楊越教授主持論壇
本次論壇恰逢北京大學(xué)建校126周年、北京大學(xué)力學(xué)學(xué)科創(chuàng)建72周年、北京大學(xué)工學(xué)院重建19周年。為促進(jìn)力學(xué)學(xué)科的發(fā)展及多學(xué)科交叉融合，同時(shí)為院友們創(chuàng)造學(xué)術(shù)交流的平臺，在北京大學(xué)校慶日當(dāng)天，特舉辦本次活動，邀請相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者、行業(yè)骨干、院友代表齊聚一堂，圍繞國家戰(zhàn)略、科技前沿和交叉學(xué)科進(jìn)行學(xué)術(shù)交流與討論，共同推動力學(xué)與交叉學(xué)科協(xié)同發(fā)展。
謝冰教授致辭
5月4日上午，北京大學(xué)科學(xué)研究部部長謝冰教授出席開幕式并致辭。謝冰教授首先代表學(xué)校對各位領(lǐng)導(dǎo)、專家、學(xué)者蒞臨會議表示歡迎和感謝。2024年是北京大學(xué)“學(xué)科質(zhì)量年”，學(xué)科交叉融合正是推進(jìn)學(xué)科高質(zhì)量發(fā)展的重要手段。一直以來，北京大學(xué)都把推動學(xué)科創(chuàng)新、學(xué)科交叉與融合作為學(xué)科發(fā)展的重要戰(zhàn)略支點(diǎn)，學(xué)科交叉是科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的源泉，也是本次論壇的基本宗旨。力學(xué)學(xué)科不僅在工程科學(xué)領(lǐng)域有著舉足輕重的作用，而且與多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域交叉融合，展現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力和廣闊的發(fā)展前景，是解決卡脖子問題，發(fā)展顛覆性技術(shù)的關(guān)鍵命門和支撐所在，也是北京大學(xué)雙一流建設(shè)最為重要的支柱學(xué)科之一。謝冰教授表示，希望北京大學(xué)工學(xué)院，尤其是力學(xué)學(xué)科在加快科技自主創(chuàng)新步伐、發(fā)揮基礎(chǔ)研究優(yōu)勢作用的同時(shí)，進(jìn)一步強(qiáng)化有組織的科研，也希望專家們繼續(xù)指導(dǎo)凝練力學(xué)學(xué)科領(lǐng)域重大科學(xué)問題和主攻任務(wù)，更好地推進(jìn)科技創(chuàng)新，搶占科技制高點(diǎn)，在實(shí)施科技強(qiáng)國戰(zhàn)略、推動新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展中發(fā)揮更加重要的作用。未來，學(xué)校將會一如既往地高度關(guān)注和大力支持工學(xué)院、特別是力學(xué)學(xué)科的建設(shè)和發(fā)展，不斷強(qiáng)化力學(xué)學(xué)科與其他學(xué)科之間的交叉融合、協(xié)同攻關(guān)，助推北大科技創(chuàng)新工作高質(zhì)量發(fā)展。
段慧玲院士致辭中國科學(xué)院院士、北京大學(xué)工學(xué)院院長段慧玲教授代表北京大學(xué)工學(xué)院致辭。她表示在北大的生日，同時(shí)也是校友返校日這天，大家在座落于燕東新園的新奧工學(xué)大樓中聚會，參加大樓建成后的首場學(xué)術(shù)會議，具有重要意義。段慧玲院士提到，重建后的北大工學(xué)院因力學(xué)學(xué)科而生、而興，新奧工學(xué)大樓也由力學(xué)與交叉學(xué)科論壇而啟、而成。這既是對歷史最好的尊重和傳承，也是對未來最好的希冀和展望。隨后，她對北大力學(xué)學(xué)科及工學(xué)院取得的成果進(jìn)行了回顧，過去72年里，力學(xué)在北大生生不息、代代相傳，一直保持著學(xué)科的優(yōu)勢地位，取得了諸多成果。段慧玲院士表示在北京大學(xué)的“學(xué)科質(zhì)量年”，北大力學(xué)學(xué)科作為雙一流學(xué)科，肩負(fù)著率先躋身世界頂尖的艱巨使命。她對校友的返校表示熱烈歡迎，期待各位專家、學(xué)者深入研討我國力學(xué)和交叉學(xué)科發(fā)展的重大問題，凝練學(xué)科發(fā)展方向，為推動教育、科技、人才強(qiáng)國建設(shè)，作出新的更大貢獻(xiàn)。
開幕式結(jié)束后，黃永剛院士、高華健院士先后作特邀報(bào)告，隨后段慧玲院士主持“新時(shí)代力學(xué)教育教學(xué)圓桌論壇”，邀請楊衛(wèi)院士、黃永剛院士、高華健院士、郭萬林院士、魏悅廣院士、郭旭院士就新時(shí)代力學(xué)教育教學(xué)發(fā)表看法并討論。
黃永剛院士作特邀報(bào)告
黃永剛院士作了題為《Relation between Blood Pressure and Pulse Wave Velocity for Human Arteries》的特邀報(bào)告。報(bào)告從高血壓對人體健康造成影響引入，列舉了當(dāng)前傳統(tǒng)的血壓監(jiān)測方式在測量效果、組織損傷及活動限制等方面的問題，從而引入到基于脈搏波速度測量的無袖帶血壓測量技術(shù)。傳統(tǒng)的Moens-Korteweg(MK)與Hughes方程將脈搏波速度與血壓建立起關(guān)系。但是，MK方程是基于動脈為薄殼、小變形假設(shè)獲得的。對于人類動脈，以上兩個(gè)假設(shè)均可能不成立。此外，Hughes方程中血壓和動脈壁彈性模量的關(guān)系則是完全經(jīng)驗(yàn)的。黃永剛院士及合作者基于動脈的超彈性本構(gòu)，放松了方程中的兩個(gè)假設(shè)，建立起了全新的脈搏波速度與血壓之間的關(guān)系，通過體外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的正確性，并在人體血壓范圍內(nèi)進(jìn)行了簡化，給出了形式簡單、便捷易用的公式。報(bào)告由國家自然科學(xué)基金委數(shù)理學(xué)部原副主任孟慶國研究員主持。
高華健院士作特邀報(bào)告高華健院士作了題為《力學(xué)設(shè)計(jì)高質(zhì)量半導(dǎo)體纖維》的特邀報(bào)告。通過介紹半導(dǎo)體技術(shù)和微納纖維的應(yīng)用場景，指出制備連續(xù)高質(zhì)量無機(jī)半導(dǎo)體纖維是實(shí)現(xiàn)電子器件柔性化的一個(gè)重要手段。基于光纖熱拉制工藝，高華健院士團(tuán)隊(duì)針對無機(jī)半導(dǎo)體纖維制備過程中的關(guān)鍵力學(xué)問題--流變狀態(tài)的毛細(xì)不穩(wěn)定性及固態(tài)的內(nèi)應(yīng)力斷裂，利用理論和數(shù)值模擬等手段進(jìn)行力學(xué)分析，揭示了相關(guān)現(xiàn)象的力學(xué)機(jī)制，從材料工程角度給出了有效的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。該工作克服高溫高應(yīng)力等挑戰(zhàn)，突破脆性無機(jī)半導(dǎo)體材料的纖維柔性化技術(shù)，將硅、鍺等脆性半導(dǎo)體拉制成微米級細(xì)絲，成功地將成熟的光纖加工工藝遷移到超長無機(jī)半導(dǎo)體纖維的制備，使其工業(yè)實(shí)現(xiàn)具有較強(qiáng)的可行性。高華健院士還介紹了Mechano-X的理念，即將力學(xué)用于交叉學(xué)科場景下的主動設(shè)計(jì)。報(bào)告由北京大學(xué)工學(xué)院副院長劉謀斌教授主持。
圓桌論壇（從左至右，從上至下：楊衛(wèi)、黃永剛、高華健、郭萬林、魏悅廣、郭旭）
力學(xué)作為一門與國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國家安全戰(zhàn)略直接相關(guān)的基礎(chǔ)學(xué)科，其教學(xué)和人才培養(yǎng)是所有力學(xué)工作者的根本任務(wù)之一。尤其是新時(shí)代下的力學(xué)教育教學(xué)，力學(xué)科技教育工作者責(zé)任重大。為此，在探討力學(xué)與交叉學(xué)科發(fā)展的同時(shí)，本次論壇還特別組織了圓桌論壇，共同討論新時(shí)代背景下的力學(xué)學(xué)科的教育和教學(xué)。
圓桌論壇由段慧玲院士主持，楊衛(wèi)院士、黃永剛院士、高華健院士、郭萬林院士、魏悅廣院士、郭旭院士分別圍繞“新時(shí)代力學(xué)教育的發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)”“力學(xué)高層次人才培養(yǎng)”“力學(xué)教育的國際交流與合作”“推動基礎(chǔ)力學(xué)研究的發(fā)展”“力學(xué)教育在人才培養(yǎng)中的獨(dú)特作用”“力學(xué)教學(xué)方法的改革與創(chuàng)新”“力學(xué)在新工科中的定位與作用”等主題發(fā)表看法。楊衛(wèi)院士表示新時(shí)代力學(xué)教育要將物理與信息相結(jié)合，一方面是因果機(jī)理性探討，另一方面是數(shù)據(jù)驅(qū)動探討，還有一方面是兩者結(jié)合，同時(shí)也將力學(xué)進(jìn)行泛化。黃永剛院士表示，要鼓勵(lì)研究者尤其是年輕學(xué)者出去開會，在國內(nèi)外會議交流中接觸前沿；在學(xué)生培養(yǎng)方面，他采用的是“背著學(xué)生走——領(lǐng)著學(xué)生走——學(xué)生自主”的三步原則。高華健院士表示，要學(xué)會找問題，尤其是前沿問題，最重要的是進(jìn)行對外交流，讓更多國際同行認(rèn)識自己，形成自己的個(gè)人網(wǎng)絡(luò)。郭萬林院士表示，力學(xué)是面向工程科學(xué)、面向經(jīng)濟(jì)發(fā)展的學(xué)科，當(dāng)下的力學(xué)教學(xué)應(yīng)將量子力學(xué)納入其中，繼續(xù)發(fā)展新的力學(xué)，并用力學(xué)解決好實(shí)際問題。魏悅廣院士表示，要增加學(xué)生工程學(xué)科的基礎(chǔ)理論，發(fā)揮獨(dú)有的學(xué)科優(yōu)勢，以此為基礎(chǔ)可以進(jìn)入其他學(xué)科實(shí)現(xiàn)交叉。郭旭院士表示，力學(xué)教學(xué)要重視課程思想，把成熟的概念或知識點(diǎn)從新的視角，以新的方式呈現(xiàn)，帶給學(xué)生更多地思考，加深力學(xué)認(rèn)知。
論壇邀請報(bào)告
（從左至右，從上至下：周青、樊瑜波、陳小偉、王成、魏宇杰、施興華）
5月4日下午，北京大學(xué)力學(xué)系81級校友、清華大學(xué)周青教授，北京大學(xué)力學(xué)系83級校友、北京航空航天大學(xué)樊瑜波教授，北京大學(xué)力學(xué)系85級校友、北京理工大學(xué)陳小偉教授，北京大學(xué)力學(xué)系01級校友、北京理工大學(xué)王成教授，北京大學(xué)力學(xué)系92級校友、中國科學(xué)院力學(xué)研究所魏宇杰研究員，北京大學(xué)力學(xué)系97級校友、國家納米科學(xué)中心施興華研究員作邀請報(bào)告。中國科學(xué)院力學(xué)研究所戴蘭宏研究員、清華大學(xué)馮西橋教授、河北工業(yè)大學(xué)胡寧教授、清華大學(xué)符松教授、哈爾濱工程大學(xué)吳林志教授、浙江大學(xué)曲紹興教授分別主持。
周青教授作了題為“智能汽車和電動汽車安全防護(hù)”的報(bào)告。報(bào)告主要從電動汽車的碰撞力學(xué)和自動駕駛汽車安全防護(hù)兩部分進(jìn)行。周青教授首先介紹了電動汽車的碰撞事故風(fēng)險(xiǎn)及電池包的重要角色，并提出電池碰撞安全的設(shè)計(jì)目標(biāo)應(yīng)為，在高速碰撞且電池發(fā)生變形的情況下不起火，通過建立動力電池碰撞損傷容限及預(yù)測模型及采用電池的異構(gòu)排布來提升電池包的碰撞安全性。隨后，介紹了自動駕駛汽車在極端風(fēng)險(xiǎn)場景下的安全防護(hù)策略，探討了后傾坐姿乘員的碰撞損傷及力學(xué)成因，并指出未來的乘員安全防護(hù)裝置應(yīng)主要集成在汽車的智能座椅上。
樊瑜波教授作了題為“力-材料-組織細(xì)胞相互作用及應(yīng)用研究”的報(bào)告。報(bào)告從復(fù)雜近生理環(huán)境多尺度生物力學(xué)模擬的介紹開始進(jìn)行，展示了生理功能微反應(yīng)器技術(shù)、循環(huán)系統(tǒng)仿真技術(shù)、動脈近生理脈動流模擬技術(shù)、細(xì)胞/組織生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，定量化研究了細(xì)胞組織生長/改重建的力學(xué)生物學(xué)以及不同可降解材料應(yīng)力與降解的關(guān)系，并展示了一系列基于生物力學(xué)的心血管植介入器械設(shè)計(jì)以及相關(guān)評測關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用。
陳小偉教授作了題為“空間碎片云、隕石坑撞擊、小行星防御等超高速碰撞的研究新進(jìn)展”的報(bào)告。報(bào)告中提到空間碎片尤其是較大空間碎片對航天器存在嚴(yán)重危害。針對0.1-1 cm的空間碎片超高速撞擊航天器的防護(hù)結(jié)構(gòu)，利用FE-SPH自適應(yīng)算法進(jìn)行仿真分析，特別針對蜂窩夾芯板、泡沫夾芯板、CFRP層合板等各向異性或結(jié)構(gòu)復(fù)合材料通過細(xì)觀建模實(shí)現(xiàn)系列仿真設(shè)計(jì)研究，并對碎片云物相演化進(jìn)行了數(shù)值模擬。同時(shí)對類地行星隕石撞擊成坑的過程進(jìn)行仿真及數(shù)值實(shí)驗(yàn)，也能夠利用此方法研究通過爆炸或撞擊實(shí)現(xiàn)對小行星的偏轉(zhuǎn)防御。
王成教授作了題為“爆炸毀傷與防護(hù)高精度仿真模擬研究”的報(bào)告。針對武器彈藥數(shù)字化設(shè)計(jì)的國防戰(zhàn)略需求，以及工業(yè)重大爆炸災(zāi)害防控救援和事故還原再現(xiàn)，提出了爆炸毀傷力-熱-化耦合模型，再結(jié)合原創(chuàng)計(jì)算方法，解決了實(shí)際工況爆炸“算不了”“算不準(zhǔn)”“算不快”的難題，在國防和民用領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
魏宇杰研究員作了題為“裂紋偏折、分岔及其彈性場求解”的報(bào)告。他基于能量釋放率最小原理，給出了裂紋沿任意方向擴(kuò)展的應(yīng)變能釋放率的顯式表達(dá)式；基于平面彈性理論和共形映射變換，針對偏折裂紋彈性邊界值問題，給出了任意長度偏折裂紋尖端彈性應(yīng)力場的解析解，推導(dǎo)出對應(yīng)裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子的理論表達(dá)式；給出了分岔裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子的漸近級數(shù)解；給出了半平面偏折裂紋的半解析解，裂紋尖端的應(yīng)力場以及應(yīng)力強(qiáng)度因子，得到了Kalthoff-Winkler裂紋之間呈指數(shù)衰減的屏蔽關(guān)系。
施興華研究員作了題為“溫度梯度下顆粒的熱泳與熱滲”的報(bào)告。藥物療效受遞送方式的顯著影響，納米藥物的遞送科學(xué)問題在于網(wǎng)絡(luò)組織間熱驅(qū)動的粒子輸運(yùn)。通過建立可靠的微尺度溫度梯度驅(qū)動實(shí)驗(yàn)平臺，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)表征，在模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)合的手段下對熱泳和熱滲進(jìn)行解耦，探討了溫度梯度、顆粒粒徑與顆粒性質(zhì)對粒子輸運(yùn)的影響。他介紹了在HEC凝膠體系下進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，結(jié)合熒光分子標(biāo)記等手段，驗(yàn)證了溫度梯度誘導(dǎo)HEC形成濃度梯度，發(fā)現(xiàn)了HEC凝膠粘度主導(dǎo)了顆粒的輸運(yùn)過程。
青年論壇邀請報(bào)告（從左至右，從上至下：劉大彪、馬寅佶、邵麗華、王艷鋒、楊子軒、曾祥遠(yuǎn)、潘定一、滿怡、范海冬、傅卓佳、李延深、肖廈子）
此外，5月3日下午，北京大學(xué)工學(xué)院還舉辦了“力學(xué)與交叉學(xué)科發(fā)展論壇—青年論壇”。實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)是中國式現(xiàn)代化建設(shè)的關(guān)鍵。青年科技人才是科技創(chuàng)新的主力軍，是國家戰(zhàn)略人才力量的重要組成部分?？萍寂d則國家興、青年強(qiáng)則未來強(qiáng)。本次青年論壇旨在圍繞國家戰(zhàn)略、科技前沿和交叉學(xué)科進(jìn)行學(xué)術(shù)討論與交流，增進(jìn)青年科學(xué)家們在力學(xué)與交叉學(xué)科領(lǐng)域的交流與合作，充分展現(xiàn)青年力學(xué)學(xué)者堅(jiān)定創(chuàng)新自信、勇攀科技高峰的精神風(fēng)貌。論壇邀請到國內(nèi)多個(gè)高校和科研院所的專家、學(xué)者，給青年學(xué)者提供了充分交流和討論的平臺。本次會議由北京大學(xué)工學(xué)院力學(xué)與工程科學(xué)系副系主任易新研究員和楊延濤研究員負(fù)責(zé)組織，北京大學(xué)工學(xué)院副院長楊越教授致開幕辭。
“力學(xué)與交叉學(xué)科發(fā)展論壇—青年論壇”中，華中科技大學(xué)劉大彪教授作了題為“細(xì)長柔性結(jié)構(gòu)力學(xué)：從扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)到人工肌肉”的報(bào)告，清華大學(xué)馬寅佶副研究員作了題為“基于內(nèi)聚力模型的薄膜剝離行為與轉(zhuǎn)印技術(shù)”的報(bào)告，北京航空航天大學(xué)邵麗華教授作了題為“基于多孔材料撓曲電效應(yīng)的沖擊防護(hù)與傳感原理研究”的報(bào)告，天津大學(xué)王艷鋒教授“基于聲振耦合超構(gòu)表面的水下聲波調(diào)控”，中國科學(xué)院力學(xué)研究所楊子軒研究員作了題為“沖擊射流的數(shù)值模擬研究”，北京理工大學(xué)曾祥遠(yuǎn)教授作為題為“小天體超高速進(jìn)入地球大氣的動力學(xué)問題”的報(bào)告，浙江大學(xué)潘定一教授作了題為“顆粒懸浮液的流變特性和微觀結(jié)構(gòu)研究”的報(bào)告，北京大學(xué)滿怡研究員作了題為“活性顆粒在剪切稀化流體中的推進(jìn)”的報(bào)告，四川大學(xué)范海冬教授作了題為“鎂合金的強(qiáng)化機(jī)制與理論”的報(bào)告，河海大學(xué)傅卓佳教授作了題為“物理信息核函數(shù)計(jì)算方法”的報(bào)告，中國科學(xué)院大學(xué)李延深副教授作了題為“多組分流體中液滴的運(yùn)動與析出”的報(bào)告，中南大學(xué)肖廈子教授作了題為“金屬材料力學(xué)性能的輻照效應(yīng)”的報(bào)告，報(bào)告分別由大連理工大學(xué)鄭勇剛教授、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)王奉超教授、西北工業(yè)大學(xué)徐翱長聘副教授、蘭州大學(xué)王國華副教授、清華大學(xué)崔一南副教授、浙江大學(xué)夏振華研究員主持。
青年學(xué)者們立足當(dāng)下重點(diǎn)難點(diǎn)問題，報(bào)告內(nèi)容涉及仿生結(jié)構(gòu)、金屬材料、柔性技術(shù)、沖擊與防護(hù)、聲學(xué)、航天動力學(xué)與控制、流體力學(xué)、計(jì)算方法等領(lǐng)域，與會學(xué)者進(jìn)行了熱烈的討論，迸發(fā)出創(chuàng)新的火花，取得了預(yù)期效果。
未來，北京大學(xué)工學(xué)院將全面貫徹落實(shí)黨的二十大報(bào)告精神和北京大學(xué)第十四次黨代會報(bào)告關(guān)于新工科建設(shè)的戰(zhàn)略部署，圍繞新質(zhì)生產(chǎn)力的核心任務(wù)，堅(jiān)持“四個(gè)面向”服務(wù)國家戰(zhàn)略，做好力學(xué)及“力學(xué)+”交叉學(xué)科的建設(shè)，持之以恒地推動力學(xué)與交叉學(xué)科的高質(zhì)量發(fā)展，力爭在基礎(chǔ)理論創(chuàng)新、關(guān)鍵技術(shù)突破和工程應(yīng)用引領(lǐng)上作出更大貢獻(xiàn)。