计算动力学研究室主要从事计算力学基本理论、数值方法及其在科学与工程中的应用等方面的研究工作,尤其是强冲击载荷作用(如碰撞、冲击和爆炸)下材料与结构力学行为的多尺度、多种介质(刚体、固体、流体)、多物理场耦合(力、热、化学、电磁)数值分析方法(无网格法及粒子类方法、 有限元法及扩展有限元法、有限体积法)的研究。研究方向包括计算冲击动力学、流固耦合、超高速碰撞动力学、微纳米力学及多尺度分析、高性能计算和大型工程结构分析,在航天航空、国防、机械、土木、能源、交通等工程领域有广阔的应用背景。

研究室十分重视工程应用,曾先后完成九江长江大桥、广东大亚湾核电站管系、葛州坝电站水轮机主轴、热壁加氢反应器、某实验室设备基础防微振分析与设计、导弹发射架起竖液压缸、多级火箭爆炸分离装置、新保利大厦抗震实验及数值模拟、牙齿种植体等重要工程项目的静动力强度与安全分析。

研究室曾先后承担多项国家自然科学基金项目、973课题、863课题、教育部留学回国人员启动基金项目和横向科研项目。其中“反应堆结构核安全评审软件系统”项目荣获国家七五攻关重大科技成果奖。关于无网格数值方法的研究成果受到了国内外同行的关注,获2012年度中国百篇最具影响国内学术论文、第6届中国科协期刊优秀学术论文二等奖和教育部自然科学奖二等奖(2009年),并研发了冲击爆炸三维物质点法数值仿真软件MPM3D(计算机软件著作权登记2009SRBJ4761,2009.7)、三维显式有限元物质点法仿真软件FEMP3D(计算机软件著作权登记2012SR032143,2012.4)、毁伤效应无网格法数值仿真系统MaPoSS(计算机软件著作权登记2014SR085448)。开设《计算动力学》(清华大学研究生精品课) 、《理论力学》(国家精品课)、《有限元法基础》(清华大学挑战性示范课)、和《冲击动力学》,出版了《弹性理论基础》、《The Material Point Method - A Continuum-Based Particle Method for Extreme Loading Cases》、《物质点法》、《计算动力学》(第1版第2版)、《无网格法》、《物质点法数值仿真(软件)系统及应用》、《工程弹性力学与有限元法》、《理论力学》(第1版、第2版)和《冲击动力学》等教材与专著,其中《弹性理论基础》曾获得全国优秀教材二等奖。

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