力学进展

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中国科学院力学研究所建所七十周年纪念专刊卷首

2026, 56(2): 289-290. doi: 10.6052/1000-0992-26-027

摘要(37)

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摘要:

微重力科学: 开拓未知疆域与变革性技术的新高地

何国威, 周建平, 张卫红, 顾逸东, 张攀峰, 陈猛, 康琦, 龙勉, 田强, 张璐, 巴金, 朱继宏, 王丽珍, 吕守芹, 李曌斌

2026, 56(2): 291-336. doi: 10.6052/1000-0992-25-043

摘要(1498)

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摘要:
微重力科学是空间科学与应用诸多方向的基础之一. 它不仅是全球科技领域的新兴重点, 也是国家太空科技竞争力的重要标志. 目前, 中国空间站全面建成, 国际空间站将退役. 中国空间站作为国家太空实验室, 将公开征集并实施千余项研究项目, 为我国微重力科学研究提供独一无二的实验条件和前所未有的发展机遇. 基于国家自然科学基金委员会第385期“微重力科学与技术的机遇与挑战”双清论坛, 本文总结了我国微重力科学与技术研究及空间站应用面临的挑战和难点, 梳理了近年来在微重力流体物理、微重力制造与空间技术、微重力生命科学与医工技术等领域取得的主要进展和成就, 凝练了微重力科学与技术领域未来5 ~ 10年所面临的重大关键科学问题, 探讨了前沿研究方向并提出学科发展建议.

高温气体动力学研究的理论、技术及其实践

姜宗林

2026, 56(2): 337-392. doi: 10.6052/1000-0992-25-023

摘要(659)

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摘要:
当高温引起了流动介质物性变化的时候, 介质微团的物理化学变化显著地改变了介质流动的宏观规律, 超出了气体动力学基本假设和研究范畴, 高温气体动力学诞生了. 当航空航天技术不断拓展人类活动空间的时候, 在探索下一代空天飞行核心技术的过程中, 高温气体动力学发展了. 高温气体动力学是技术科学发展的典范, 在应用驱动学科机制的作用下, 引领着气体动力学的发展与创新. 本文选择了高温气体动力学的四个主要研究领域, 进行了综述和分析, 期望能够助力高温气体流动的学科发展. 第一部分是关于高超声速地面试验装置和测量技术, 重点介绍了三种典型高焓激波风洞, 它们的应用已经能够产生和测量的气流速度达到了1.5 ~ 10 km/s的范围, 可以模拟20 ~ 100 km的飞行高度. 先进科学试验装置对于学科前沿的拓展和流体物理新现象的发现是非常重要的, 该研究领域的进展也凸显了这个道理. 第二部分介绍了高超声速气体流动的理论与实验, 包括物理数学模型的建立、计算方法的发展和实验观测. 到目前为止, 高温气体流动物理模型的发展远低预期, 局限在早期物理模型的应用和改进; 计算方法发展迅速, 能够计算的流动现象越来越多, 准确度也越来越高; 地面实验观测研究进展可期, 表现在一些复现高超声速飞行条件下的大模型实验, 揭示的气动物理现象与飞行试验数据一致性良好. 第三部分是关于超声速燃烧和超燃冲压发动机. 这是一个已经持续热门几十年的前沿领域, 虽然理论和技术研究进展巨大、飞行试验硕果累累, 但是超燃冲压发动机技术依然难以满足工程需求, 超声速燃烧理论依然难以解决超燃冲压发动机研发遇到的问题. 所以, 超声速燃烧和超燃冲压发动机研究都亟需理论创新和技术突破. 第四部分是关于爆轰物理和斜爆轰发动机. 斜爆轰发动机与超燃冲压发动机概念皆生于同一时代, 但它仅在最近20多年才得到重新关注. 爆轰理论和斜爆轰研究都有了创新性突破, 斜爆轰发动机设计方法和风洞实验技术也有了长足的进展. 斜爆轰冲压发动机利用了自然界燃烧速度最快、热效率最高、进气压缩损失最小的增压燃烧现象作为其热力循环, 有着独特的优势. 最后, 论文对于上述研究领域的理论与技术及其实践进行了总结和展望, 期望能够给该学科发展提供一些有益的启示.

强耦合激光热力破坏效应

王睿星, 袁武, 马特, 邱诚, 杜文琦, 张天怡, 王高洁, 宋宏伟, 黄晨光

2026, 56(2): 393-459. doi: 10.6052/1000-0992-25-042

摘要(501)

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摘要:
随着高能激光技术的迅猛发展, 激光破坏效应的应用场景将面向更高速的工程结构, 高能激光、高速气流环境、材料与结构之间的耦合效应更为强烈, 从而显著影响激光的热与力学破坏行为, 甚至诱导产生新的损伤机理与破坏现象. 此外, 激光辐照的热−力耦合、不同体制激光复合加载的热力−冲击−烧蚀耦合等问题, 使破坏效应的耦合行为更加复杂. 强耦合激光热力破坏效应研究面向相关领域最新发展需要, 涉及光学、传热学、材料科学、固体力学及流体力学等多学科交叉, 是激光武器效应评估、先进激光制造以及航天器防护等高新技术领域中的共性基础科学问题. 本文系统梳理了近年来国内外学者在该研究方向上的研究进展, 从强耦合条件下激光热力破坏的新现象与新机理、激光诱导复合材料多尺度热力烧蚀机理与模型、复杂载荷与环境下激光热力破坏相似准则、多场耦合数值计算方法、地面模拟试验方法与多场原位测量技术、激光防护与加固技术、激光智能感知与毁伤评估等几个方面进行综述. 最后, 结合当前发展动态, 对本领域未来研究进行了展望. 本文旨在为强耦合激光热力破坏效应的机理研究和工程应用提供理论支撑与技术参考.

宽速域高超声速飞行器气动布局: 研究进展与未来挑战

崔凯, 常思源, 肖尧, 李广利, 田中伟

2026, 56(2): 460-516. doi: 10.6052/1000-0992-26-009

摘要(406)

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摘要:
宽速域高超声速飞行器具备水平起降、可重复使用和大空域飞行能力, 是未来执行空天往返与快速远程投送任务的核心平台. 其气动布局设计直接决定飞行器的总体性能与技术可行性, 同时也面临多物理场耦合、宽速域适应等多重基础理论与工程挑战. 本文系统梳理了该领域气动布局的国内外研究进展. 首先, 回顾了国外典型研制项目与概念方案的演进脉络, 指出气动布局已从单一速域性能优化转向全飞行包线的综合权衡. 随后, 从乘波体、高压捕获翼、双向飞翼以及宽速域气动布局优化设计4个方面, 综述了固定布局的研究现状; 并对变体技术的发展历程进行梳理, 归纳了适用于宽速域高超声速飞行的主要变体策略. 最后, 从气动设计层面、多学科耦合设计层面以及应用层面深入剖析了当前宽速域高超声速气动布局设计面临的核心挑战, 并给出了未来发展建议, 以期为相关领域的研究与工程实践提供参考.

海洋工程力学中的若干前沿问题

李家春, 聂冰川

2026, 56(2): 517-534. doi: 10.6052/1000-0992-25-044

摘要(552)

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摘要:
本文综述海洋工程领域中与自由面/界面相关的若干前沿问题的研究现状与最新进展. 主要内容包括热带气旋 (tropical cyclone, TC) 引发的巨浪、液化天然气 (liquefied natural gas, LNG) 晃荡、空化与气泡动力学、涡激运动 (vortex-induced motion, VIM) 与涡激振动 (vortex-induced vibration, VIV). 重点关注上述方向的最新研究进展与所面临的挑战. 过去70年研究成果显示, 人类正在开启新一轮海洋探索活动. 未来将出现从海面向深海拓展、从低中纬度向极地延伸, 从化石能源向可再生能源转型的明显趋势.

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