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深耕力学五十载成就几代力学人——写在《力学进展》创刊50周年——写在《力学进展》创刊50周年

2021-09-25

今年是《力学进展》创刊50周年. 1971年9月, 中科院力学所情报室创办了内部刊物《科技情报》, 1972年下半年改名为《力学情报》. 当时除情报室供给稿件外, 主要由全所有关同志供稿, 刊物主要分发力学所各室. 当时信息来源、组稿、出版都非常困难, 最早的几期甚至是油印本. 1972年12月, 力学学科基础理论研究座谈会预备会在北京召开, 会议认为, 我国的力学研究工作已经有了很大的发展, 但是基础理论研究工作还跟不上社会主义建设的需要, 必须明确主攻方向及重点课题, 订出具体措施, 组织好科研队伍. 为落实会议精神, 1973年《力学情报》改为铅印内部刊物出版, 向国内各有关单位发行. 由于《力学情报》的社会需求大增, 1979年第9卷第3期改刊名为《力学进展》. 1982年正式成立编辑委员会, 著名力学家谈镐生任第一任主编, 副主编由钱伟长、陆士嘉担任; 吴承康、郭仲衡、陆明万、董务民任执行编委, 并明确其内容集中于力学的综述评论性文章.

首任主编谈镐生先生对期刊的定位是：当研究生开题时, 参阅《力学进展》; 当要开拓视野时, 参阅《力学进展》; 当制定力学学科规划时, 参阅《力学进展》. 50年来, 《力学进展》一直朝着这个目标努力, 在文章科学性、导向性等方面提高甚大, 成为了我国力学领域最权威的综述评论性学术刊物. 很多追踪阅读《力学进展》的读者现在已经成长为学科带头人, 青年科技工作者的来稿也被格外关注, 并在文章修改完善过程中得到锻炼和快速成长.

在历任主编、编委、编辑部的共同努力和广大作者的支持下, 《力学进展》学术影响力不断提升. 2000年荣获中国科学院优秀期刊二等奖, 之后连续数年获得 “中国精品科技期刊”和“中国国际影响力优秀学术期刊奖”, 入选“中国百种杰出学术期刊” 、 “领跑者5000——精品期刊顶尖学术论文”和“第二届中国科协优秀科技论文”等.

从2021年开始, 《力学进展》以季刊发行, 在继续保持综述期刊特色的同时, 增加了新的期刊栏目. 接受优秀的自由投稿, 评论所述专题的国内外发展情况、最新研究成果、研究展望及存在的挑战问题, 并对该专题的研究工作提出建议, 引导新方向的探索研究.

回首过去, 展望未来, 《力学进展》将继承和发扬老一辈科学家的科学精神, 遵照办刊宗旨, 聚焦力学学科前沿和国家重大需求, 打造高水平的综述性力学中文期刊, 为推动力学学科发展和人才培养作出更大的贡献!

力学进展. 2021 51(3): 427-427.

飞行器非线性气动伺服弹性力学

黄锐, 胡海岩 — 2021-09-25

黄锐, 胡海岩现代飞行器日益呈现结构轻质化、控制系统宽通带和高权限的发展趋势. 因此, 非定常气动力、柔性结构和主动控制系统三者间的耦合力学成为重要的研究领域. 自20世纪80年代起, 航空界开始关注受控飞行器的气动弹性稳定性以及主动控制问题, 但对气动/结构的非线性效应、控制回路时滞对受控飞行器动力学行为的影响规律研究尚不充分. 研究这些影响规律不仅涉及非线性、高维数、多变参数和时滞效应等难题, 而且必须面对空气动力、飞行器结构、驱动机构、控制系统之间的强耦合问题. 其中的前沿难题是: 发展非线性气动伺服弹性动力学建模理论, 揭示上述因素诱发受控气动弹性振动的动力学机理, 开展气动伺服弹性控制风洞实验. 本文针对非线性气动伺服弹性力学所涉及的非线性非定常气动力建模、非线性结构动力学、气动伺服弹性控制律设计、气动伺服弹性实验, 总结相关研究现状和最新进展, 特别是近年来作者学术团队的研究成果, 并对进一步研究给出若干建议. 力学进展. 2021 51(3): 428-466.

绕椭球的低速流动研究

丛成华, 邓小刚, 毛枚良 — 2021-09-25

丛成华, 邓小刚, 毛枚良理解和预测绕椭球的流动对指导飞行器和潜艇等交通工具的设计具有很强的工程意义. 近年来, 针对椭球绕流开展了大量的实验和数值模拟研究. 对有攻角下椭球绕流分离的定性描述和定量研究, 促进了对三维分离的辨识和拓扑研究. 文章对流场特性进行了分析, 介绍了分离对气动力、噪声、尾迹的影响, 以及实验条件对流动的影响. 上述定常流动与非定常机动过程之间存在明显差异, 非定常机动过程不能作为定常或准定常问题处理, 在机动过程中, 分离出现明显延迟, 气动力出现明显变化. 随后介绍了数值模拟在求解绕椭球流动中的进展, 当前求解雷诺平均的N-S方程湍流模式仍然是解决绕椭球大范围分离流动的主要工程方法, 大涡模拟和分离涡模拟等也逐渐得到了广泛应用. 受限于计算能力, 直接数据模拟只能用于较低雷诺数, 在高雷诺数流动中还不适用. 非定常机动过程的数值模拟较定常状态, 与实验结果的差距要大一些. 最后, 介绍了对椭球绕流场转捩的研究进展, 对T-S转捩与横流转捩的机理和辨识已经较为准确, 数值模拟结果与实验结果基本相符, 但对再附转捩的认识还不够清晰, 尤其是迎风面, 因此椭球绕流转捩的研究还需要依靠实验. 力学进展. 2021 51(3): 467-619.

井下管柱力学与控制方法若干研究进展

高德利, 黄文君 — 2021-09-25

高德利, 黄文君关于井下管柱力学的研究迄今已有七十多年的历程, 取得了许多重要的研究成果, 并主要在油气井工程中获应用实效. 然而, 由于井眼约束和作业工况的复杂性, 目前仍未能够全面而准确地揭示井下管柱在狭长井眼内的复杂力学行为, 导致相关工程设计控制方法难以解决好实际遇到的许多复杂问题. 本文回顾了井下管柱力学的整体发展脉络, 重点讨论井下管柱的静力学变形控制方程, 然后针对井下管柱力学中的几个重要科学问题, 包括井下管柱屈曲、井下管柱摩阻磨损、井下管柱安全作业极限和底部钻具组合力学特性及其相应的设计控制方法等, 分别简要介绍了相关研究进展、最新研究成果及存在的一些问题等, 并在一定程度上进行了总结与展望, 以期为井下管柱力学与控制方法的创新发展并促进油气井工程技术进步提供有益参考. 力学进展. 2021 51(3): 620-647.

金属增材制造若干关键力学问题研究进展

廉艳平, 王潘丁, 高杰, 刘继凯, 李取浩, 刘长猛, 贺小帆, 高亮, 李好, 雷红帅, 李会民, 肖登宝, 郭旭, 方岱宁 — 2021-09-25

廉艳平, 王潘丁, 高杰, 刘继凯, 李取浩, 刘长猛, 贺小帆, 高亮, 李好, 雷红帅, 李会民, 肖登宝, 郭旭, 方岱宁金属增材制造是一种兼顾复杂结构和高性能构件成形需求的颠覆性制造技术, 在航空、航天、交通、核电等领域具有广阔的应用前景和发展空间. 该技术大规模推广应用所面临的制造效率和控形保性挑战是一个涉及力学、光学、材料、机械、控制等多学科交叉的难题. 本文针对其中涉及的若干关键力学问题, 阐述了近年来国内外在面向金属增材制造的结构拓扑优化设计、制造过程数值模拟、成形材料与结构的缺陷表征和性能评价方面的研究进展, 并对金属增材制造的结构设计−制造模拟−性能评价的发展趋势进行了展望. 力学进展. 2021 51(3): 648-701.

深井提升动力学研究

何满潮 — 2021-09-25

何满潮随着浅部煤炭资源的日益枯竭, 我国煤炭开采朝着深部化和大型化方向发展, 新建和改扩建的大型立井年生产能力已达1000万吨, 开采最大深度已达1500 m. 千米深井在提升过程中, 造成提升钢丝绳、容器振荡, 特别是自由悬挂平衡尾绳大幅度摆动, 严重影响多绳摩擦提升系统向高速度、深度化发展. 在国家重点研发计划“深地资源勘查开采”重点专项“煤矿深井建设与提升基础理论及关键技术”支持下, 建立了单元数量自动调整的自由悬挂平衡尾绳提升系统动力学模型, 揭示了传统提升系统诱发平衡尾绳大摆动的机理; 提出了深井SAP提升新模式, 构建了多元耦合下的SAP提升系统动力学模型与非光滑动力学模型, 揭示了多参数影响下系统的非光滑动力学特性及非线性振动演化规律; 研发了适用于深部提升的SAP提升技术与装备, 开展了SAP提升技术与装备的现场研究, 解决了大强煤矿立井提升系统运行过程中尾绳大摆动、提升容器大振动等关键问题, 提高了提升系统高速运行的安全性, 消除了尾绳大摆动难控制的问题. 力学进展. 2021 51(3): 702-728.