工程動力學(xué)研究所

工程動力學(xué)研究所（Institute of Dynamics and Control）包括動力學(xué)與控制、振動與控制和計算動力學(xué)三個研究室、以及振動實驗室和地震波勘探開發(fā)研究所。針對航空航天、國防和石油等領(lǐng)域重大工程中動力學(xué)問題，開展基礎(chǔ)理論、數(shù)值模擬、實驗技術(shù)和工程應(yīng)用的研究，例如深空探測，非開普勒軌道控制，大型柔性充液航天器動力學(xué)與控制；旋轉(zhuǎn)機(jī)械在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)，空間站動力學(xué)參數(shù)的在軌識別，500米口徑大型射電望遠(yuǎn)鏡饋源支撐系統(tǒng)動力學(xué)與控制；強(qiáng)沖擊載荷作用下材料與結(jié)構(gòu)力學(xué)行為的多尺度、多介質(zhì)、多物理場耦合數(shù)值分析方法的研究，新型撞擊防護(hù)材料與結(jié)構(gòu)的理論建模與分析，核設(shè)備強(qiáng)度分析與安全評價；彈性波衍射層析成像、小波去噪、多波多分量地震勘探預(yù)測裂縫性油氣藏、壩體地震地質(zhì)分析等。

 

工程動力學(xué)研究所現(xiàn)有教職工15名，其中教授7名、副教授4名、講師2名、高工2名。曾獲國家科技進(jìn)步三等獎及部委級科技獎勵十幾項。本所承擔(dān)的全?；A(chǔ)課"理論力學(xué)"是學(xué)校的一類課、國家精品課，曾獲北京市優(yōu)秀教學(xué)成果二等獎。

 

動力學(xué)與控制研究室主要從事航天動力學(xué)、制導(dǎo)與控制的基礎(chǔ)研究和工程應(yīng)用研究，針對深空探測、太陽帆飛行器、空間交會對接、衛(wèi)星編隊飛行、大型撓性充液航天器等工程任務(wù)，開展軌跡優(yōu)化、非開普勒軌道控制、姿-軌-結(jié)構(gòu)耦合、剛－彈－液耦合等科學(xué)問題研究。研究室的目標(biāo)是，基礎(chǔ)研究瞄準(zhǔn)國際前沿，應(yīng)用基礎(chǔ)研究為我國未來航天任務(wù)提供新理論、新方法、新技術(shù)的支撐，為國家培養(yǎng)綜合型優(yōu)秀航天人才。

 

振動與控制研究室的前身是成立于改革開放初期的鄭兆昌教授領(lǐng)導(dǎo)的振動研究室. 研究主要集中在大型機(jī)械／工程結(jié)構(gòu)中的動力學(xué)理論及和方法。研究的項目涉及：航空航天工程（直升機(jī)、火箭及其發(fā)射系統(tǒng)、航天器、空間站、微重力結(jié)構(gòu)）；海洋工程(海洋平臺、淺海人工島和深海立管)；運輸機(jī)械(車輛系統(tǒng), 自卸車等)；動力工程(大型汽輪發(fā)電機(jī)、航空發(fā)動機(jī)、三峽水輪發(fā)電機(jī)；核反應(yīng)堆、工程管道)；旋轉(zhuǎn)機(jī)械在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)，用于武鋼軋機(jī); 空間站動力學(xué)參數(shù)的在軌識別；大型射電望遠(yuǎn)鏡饋源支撐系統(tǒng)動力學(xué)與控制問題。

 

計算動力學(xué)研究室主要從事計算力學(xué)基本理論、數(shù)值方法及其在科學(xué)與工程中的應(yīng)用等方面的研究工作，尤其是強(qiáng)沖擊載荷作用（如高速碰撞、沖擊和爆炸）下材料與結(jié)構(gòu)力學(xué)行為的多尺度、多介質(zhì)（剛體、固體、流體）、多物理場耦合（力、熱、化學(xué)、電磁）數(shù)值分析方法（無網(wǎng)格法及粒子類方法、有限元法及擴(kuò)展有限元法、有限體積法）的研究。研究方向包括計算沖擊動力學(xué)、計算爆炸力學(xué)、新型輕質(zhì)防護(hù)吸能材料、超高速碰撞動力學(xué)、微納米力學(xué)及多尺度分析、高性能計算和大型工程結(jié)構(gòu)分析等，在航天航空、國防、機(jī)械、土木、能源、交通等工程領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用背景。

 

研究室先后承擔(dān)多項國家自然科學(xué)基金項目、973課題、863課題等重要科研項目。關(guān)于無網(wǎng)格數(shù)值方法的研究成果受到了國內(nèi)外同行的關(guān)注，2009年獲教育部自然科學(xué)獎二等獎，相關(guān)論文被評為2012年度中國百篇最具影響國內(nèi)學(xué)術(shù)論文、獲第6屆中國科協(xié)期刊優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文二等獎。研究室自主研發(fā)了大型三維無網(wǎng)格物質(zhì)點法數(shù)值仿真系統(tǒng)MPM3D，可有效求解超高速碰撞、爆炸、侵徹等傳統(tǒng)數(shù)值方法難以處理的問題。

 

地震波勘探開發(fā)研究室致力于力學(xué)和應(yīng)用地球物理交叉學(xué)科研究，運用動力學(xué)理論研究及應(yīng)用地球物理專業(yè)中的有關(guān)方法技術(shù)，為提高應(yīng)用地球物理技術(shù)的勘探精度服務(wù)。十多年來，先后完成了國家自然科學(xué)基金、原國家教委基金、清華大學(xué)校內(nèi)基礎(chǔ)基金、中國石油天然氣總公司、四川石油管理局、青海油田、Schlumberger公司等單位的多項課題，取得了許多令人矚目的成果。

 

振動實驗室成立于1956年，面積319平米，是清華大學(xué)強(qiáng)度與振動中心（校一級實驗室）、結(jié)構(gòu)工程與振動教育部重點實驗室（2001年前）和應(yīng)用力學(xué)教育部重點實驗室的一個分室（2002年后），是北京市高等學(xué)?；A(chǔ)課實驗室評估合格實驗室(2001)。先后開設(shè)本科生和研究生課程12門，包括振動理論、振動量測、隨機(jī)振動與非線性振動、模態(tài)分析技術(shù)與應(yīng)用、工程振動試驗與分析、轉(zhuǎn)子動力學(xué)、非線性振動、彈性力學(xué)及有限元等。實驗室立足于解決工程中的振動難題，主要研究方向有：模態(tài)分析、損傷識別、結(jié)構(gòu)振動與控制、非線性系統(tǒng)辨識、航空結(jié)構(gòu)動力學(xué)。

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