力學(xué)學(xué)科基于力學(xué)基礎(chǔ)理論研究，以力學(xué)應(yīng)用中的方法和技術(shù)研究為重點(diǎn)，面向土木工程、機(jī)械工程、能源領(lǐng)域、航空航天工程等相關(guān)應(yīng)用研究領(lǐng)域，解決其中的重大理論與應(yīng)用問(wèn)題，系統(tǒng)開(kāi)展應(yīng)用基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵工程技術(shù)研究。目前已形成了“重大工程災(zāi)變”、“微納米力學(xué)”及“磁流體自發(fā)電”，“非牛頓流體的傳導(dǎo)”以及“航天器協(xié)同機(jī)動(dòng)”等五個(gè)主要研究方向：

一、重大工程災(zāi)變中的關(guān)鍵力學(xué)問(wèn)題

以國(guó)家重大工程安全的重大需求與解決重大工程災(zāi)變問(wèn)題問(wèn)目標(biāo)，針對(duì)長(zhǎng)大橋梁和大型建筑（包括超高建筑、大型空間建筑、城市大型地下建筑）等重大工程，采用理論分析、模型試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和數(shù)值模擬等研究手段，發(fā)揮工程科學(xué)與材料科學(xué)、地球科學(xué)、數(shù)理科學(xué)和信息科學(xué)等多學(xué)科交叉創(chuàng)新的優(yōu)勢(shì)，研究重大工程的損傷破壞演化過(guò)程，揭示重大工程的損傷機(jī)理和破壞倒塌機(jī)制，建立重大工程動(dòng)力災(zāi)變模擬系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)重大工程的動(dòng)力災(zāi)變過(guò)程從簡(jiǎn)單效應(yīng)分析到多效應(yīng)耦合的全過(guò)程分析的重點(diǎn)跨越和理論升華，為我國(guó)安全建設(shè)和運(yùn)營(yíng)提供科學(xué)支撐。

二、微納米結(jié)構(gòu)多場(chǎng)耦合中的關(guān)鍵力學(xué)問(wèn)題

開(kāi)展了微納米尺度下結(jié)構(gòu)的力電耦合多尺度理論研究。建立了“宏觀-細(xì)觀-微觀”多尺度的理論模型并建立其表征法則，研究微結(jié)構(gòu)下力學(xué)和電學(xué)特性與宏觀尺度的區(qū)別和聯(lián)系，為微納米結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)的理論和評(píng)價(jià)體系。

三、磁流體自激發(fā)電現(xiàn)象中的關(guān)鍵力學(xué)問(wèn)題

主要研究磁流體自激發(fā)電現(xiàn)象、磁重聯(lián)現(xiàn)象和流體動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。發(fā)現(xiàn)了邊界條件對(duì)磁流體自激發(fā)電現(xiàn)象的影響規(guī)律，對(duì)法國(guó)VKS磁流體自激發(fā)電實(shí)驗(yàn)的成功起到了關(guān)鍵作用；提出了換熱器多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法；建立了和傳統(tǒng)的傳熱控制方程相容的傳熱變分原理；完善了擴(kuò)展不可逆熱力學(xué)理論；基于玻爾茲曼方程推出了微納尺度傳熱中熱通量滿(mǎn)足的滑移邊界條件；建立了微納尺度導(dǎo)熱的熱共振現(xiàn)象發(fā)生的條件。

四、非牛頓流體在多孔介質(zhì)中傳導(dǎo)中的關(guān)鍵力學(xué)問(wèn)題

發(fā)展了粘彈性流體的新型本構(gòu)模型和相關(guān)求解方法，系統(tǒng)描述了非牛頓流體在多孔介質(zhì)內(nèi)的熱對(duì)流穩(wěn)定性問(wèn)題。

五、航天器遠(yuǎn)程快速協(xié)同機(jī)動(dòng)最優(yōu)控制中的關(guān)鍵力學(xué)問(wèn)題

近年來(lái)，我國(guó)政府相繼提出了載人登月、深空探測(cè)、重型運(yùn)載火箭等宏偉目標(biāo)。之后，我國(guó)發(fā)射太空實(shí)驗(yàn)室、載人和貨運(yùn)太空船、月球探測(cè)衛(wèi)星、完善北斗系統(tǒng)、突破和掌握太空人駐留時(shí)間、太空維生系統(tǒng)及推進(jìn)燃料補(bǔ)給等太空站關(guān)鍵技術(shù)等，為興建太空站進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備。軌道機(jī)動(dòng)、交會(huì)對(duì)接是空間操作最主要的工作。因此，本團(tuán)隊(duì)所研究?jī)?nèi)容為國(guó)家在未來(lái)航天時(shí)代亟待解決的關(guān)鍵性技術(shù)。未來(lái)幾年規(guī)劃如下：

1.將致力于復(fù)雜情形下的軌道機(jī)動(dòng)理論的建立、機(jī)動(dòng)過(guò)程的最優(yōu)控制，如遠(yuǎn)程協(xié)同交會(huì)、衛(wèi)星編隊(duì)、太空碎片清理。

2.將致力于人工智能算法的研究，這是目前優(yōu)化仿真計(jì)算中亟待解決的問(wèn)題，改進(jìn)智能算法、組合智能算法、算法結(jié)果的再修正都是我們的研究方向。

3.將致力研究可實(shí)現(xiàn)空間操作過(guò)程，如特定方向快速軌道機(jī)動(dòng)命題、衛(wèi)星在指定軌道的集結(jié)編隊(duì)問(wèn)題。