第一篇：學科前沿系列講座報告

學科前沿系列講座報告

制導控制技術最新進展

專業：信息對抗技術 姓名： 學號：

時間：2016年9月

目錄一、二、引言................................................................................................概述................................................................................................1.介紹................................................................................................2.分類................................................................................................3.制導方式.........................................................................................1)尋的制導...................................................................................2)遙控制導...................................................................................3)慣性制導...................................................................................4)全球定位系統（GPS）制導......................................................5)地形匹配與景象匹配制導..........................................................6)復合制導（組合制導）.............................................................三、頁控制制導技術的發展歷程................................................................1.近代制導與控制的發展....................................................................2.制導與控制技術的新發展................................................................1)導彈自主...................................................................................2)信息綜合...................................................................................3)自適應性/模塊化.......................................................................四、五、心得體會.........................................................................................參考文獻.......................................................................................一、引言

首先，我選擇控制制導技術作為這次報告的主要內容的原因有以下幾點：控制制導是與我自己專業息息相關的一門學科，也是我們專業未來的一個主要的研究方向；控制制導也同樣是南理工的重要特色與強勢的研究方向，所以非常有必頁要對于控制制導技術有一定了解。

二、概述

1.介紹

控制制導技術是一門按照特定基準選擇飛行路線，控制和導引武器系統對目標進行攻擊的綜合性技術。其特點為：一是采用控制系統調整受控對象的運動軌跡；二是命中精度高；三是總體效能高；四是射程遠。

2.分類

精確制導武器可分為導彈和精確制導彈藥

導彈（插入影視資料）是依靠自身的動力裝置推進，由制導系統導引、控制其飛行路線并導向目標的武器。它由彈頭、彈體、推進系統、彈上制導設備和彈上電源等部分組成。

精確制導彈藥可分為末制導彈藥和末敏彈藥兩類。末制導彈藥有制導炮彈、制導炸彈（航彈）、制導地雷等。末敏彈藥主要是一些反裝甲子彈藥。

3.制導方式

1)尋的制導

尋的制導是通過彈上的引導系統（尋引頭或尋的器）感受目標輻射或反射的能量，自動跟蹤目標，導引制導武器飛向目標。

頁2)遙控制導

遙控制導是導引系統全部或部分設備安裝在彈外制導站，由制導站執行全部或部分的測量武器與目標的相對運動參量并形成制導指令之任務，再通過彈上控制系統導引制導武器飛向目標 3)慣性制導

慣性制導是利用測量設備測量導彈運動參數的制導技術。慣性制導系統全部安裝在彈上，主要有陀螺儀、加速度表、制導計算機和控制系統。4)全球定位系統（GPS）制導

它的工作原理是，利用彈上安裝的GPS接收機接收4顆以上導航衛星播發的信號來修正導彈的飛行路線，提高制導精度。5)地形匹配與景象匹配制導

地形匹配制導是指在導彈發射區與目標區之間選擇若干特征明顯的標志區，通過遙測、遙感手段按其地面坐標點標高數據繪制成數字地圖（成為高程數字模型地圖），預先存入彈載計算機內。導彈飛臨這些地區時，彈載的雷達高度表和氣壓高度表測出地面相對高度和海拔高度數據，計算機將其同預先存入的數字地圖比較，算出修正彈道偏差的指令，彈上控制系統執行指令，控制導彈飛向目標。6)復合制導（組合制導）

復合制導技術是指采用兩種或者兩種以上的制導方式或者兩種頻率，并聯或者交替工作形成一個性能更加優越，抗干擾性更強，能夠在更復雜環境下精確制導的制導體制。根據復合形式的不同分為頻率復合，和方式復合兩種。

頻率復合探測技術是指導彈在同一制導段，同時采用兩種或兩種以上頻段的頁探測器進行目標的探測和識別。隨著空空導彈面對的戰場環境日益復雜，單一探測頻段或模式的導引頭因為各自的局限性，很難適應未來戰爭的需要。因此，頻率復合探測技術已成為當代世界精確制導技術發展的重要方向。例如，紅外和毫米波的雙模探測，紅外與紫外線的雙模探測或上述模式組合的三模探測。

采用復合制導體制可以充分發揮各頻段和各制導體制的自身優勢，實現互補，由此極大地提高導彈的作戰效能和導彈在復雜環境條件下的目標識別能力、抗多種光電干擾和反隱身目標的能力以及對快速目標精確定位和精確制導的能力。

控制制導技術的發展歷程

1.近代制導與控制的發展

由于電子技術尚未發展完全，早期的制導、導航和控制系統由一些陀螺儀等機電原件構成一個平臺慣性系統，由于機電設備的體積龐大，機械機構復雜等多方面原因，制導系統可靠性不足，且成本較高。

隨著計算機和微電子技術的發展，人們發現可以將一些機械結構的功能電子化，即使用陀螺儀和加速度計等慣性敏感原件直接承受載體的運動（包括震動），而使用電子計算機進行信息處理并發出控制命令，代替原來的機械平臺，形成捷聯式的慣性系統。替代后，不僅成本下降，而且精度有了很大的提高，而且隨著集成芯片的發展，體積、重量也迅速下降。

80年代美國等西方發達國家已經在航天飛機和宇宙飛船都采用動力調諧陀螺（DTG）捷聯慣導系統（SINS），其陀螺的隨機 漂移率為，不需要加熱裝置，力矩器最大角速率為，頁為了更高精度和更高可靠性發展出了激光陀螺（RLG）捷聯式慣導系統，激光陀螺具有角速率動態范圍寬、對加速度和振動不敏感、不禱溫控、起動時間特別短和可靠性高等優點，且其精度能夠達到 1.85 km/h 的量級，但是壽命較低。由于激光陀螺壽命較低等原因，美國等西方發達國家發展出了光纖陀螺（FOG）的捷聯航姿系統，且已經處于實用階段，其平均故障時間（MTBF）高達20000 h。與激光陀螺相比，光纖陀螺具有體積小、造價低、可靠性高和無闊鎖區等優點，被認為是一種極有發展前途的新型慣性器件。同時，國產慣性系統在可靠性和精度方面都和西方國家有著較大的差距，比如到目前光纖陀螺捷聯系統在艦船上的應用還處于起步階段。

隨著技術的發展，制導方式已經不僅僅局限于慣性制導，而是發展除了各種各樣的制導方式，比如紅外成像制導，主動雷達制導，并且不僅僅只使用一種制導方式，而是發展出了多種制導方式的復合制導方式。

近年來，隨著衛星導航技術的逐漸完善，精度的不斷提高，衛星制導已經加入的制導系統的大家族，而且顯示出了巨大的發展潛力。

2.制導與控制技術的新發展

制導與控制系統是導彈精確命中目標的關鍵，隨著信息技術的快速發展以及戰場對精確制導武器的廣泛需求，制導與控制技術有了長足的發展。當前制導與控制技術發展的三個特征論題為：導彈自主、信息綜合和自適應能力/模塊化。具體為： 1)導彈自主

當前全世界裝備的導彈系統具有一定程度的程序自主。目標必須先由監視傳頁感器識別，然后導彈將按照基于規則的程序獲取并命中目標。提高自主性的第一階段是“射擊并忘記”，即導彈將瞄準一個已知目標的位置，直到導引頭獲取一個靠近指定彈道的目標。通常這些過程將只通過亮點一般是羽煙或強烈的 RF 反射物識別目標。

? 制導與控制技術主要是由這一基本模型發展的，以使未來的導彈具有更高級的自主性，這些技術包括：

? 瞄準點提煉：通過復雜的12R數據的圖像處理，選擇目標上的適當瞄準點；

? 自動目標識別（ATR）：采用潛在目標對象的統計測量和模式匹配； ? 多目標跟蹤和目標選擇； ? 在線彈道優化；

? 采用預先規劃的任務管理與在線地形跟蹤制導防區外發射的空對地武器。

? 當導彈沿可能目標的大致方向發射，并利用更多新技術時，導彈可獲得真正的智能和更高的自主性。這些技術包括： ? 采用神經網絡的威脅評估、識別與分類； ? 在線戰斗任務管理；

? 為了總戰斗任務的完成，避開 SAM 發射場和地形跟蹤，化目標接近：

? 用于制導優化的神經網

? 殺傷評估

頁2)信息綜合

由于多傳感器被用于測量導彈和目標參數，導彈系統出現了信息爆炸。過去導彈系統常常依賴于專用傳感器，但未來系統將肯定具有開放結構。在采用通用協議的一體化網絡中，將有一套傳感器和一套導彈發射裝置。當 JTIDS 用于在許多節點上融合的友軍軌跡信息和目標的通信時，這種方法在空中戰場已經著手考慮。

包括數據融合在內的制導與控制技術的發展，使我們能以一種有效的方式利用這些多源數據。下面給出這些技術的一些實例：監視傳感器的一體化網絡需要采用適當的數據融合技術以修正數據，識別共用目標。這些傳感器將具有極易變化的特征，因而存在對真實世界的多種解釋，產生必須被解決的多義性。? 通過適當的數據融合，傳感器的一體化網絡解決這一問題有許多優點，包括：

? 采用多波段(雷達、光電、紅外)產生干擾抑制和反隱身能力

? 具有魯棒性、改進的目標軌跡估計和改進的作用范圍 ? 具有共同目標標記的共同監視圖 ? 目標識別與分類信息的融合

? 傳感器間指揮移交及第三組導向目標

? 利用這種大量信息流的其它導航與制導技術已被研究，包括：

? 采用面向對象目標狀態估計技術（如MBD 的INGOT）識別防御要地的哪部分是對象的目的

? 在線動態殺傷評估以確定是否需發第二枚導彈

?

頁從發射平臺跟蹤飛行導彈一段時間，以提供導彈INS 的初始及初速校驗信息

? 利用這些導彈上的信息綜合，MBD 開發了許多新的制導與控制技術，包括：

? 一體化導彈制導與控制

? 帶多頻譜導引頭的導彈制導與數據融合，利用射頻（RF）和紅外（IR）導引頭產生許

3)自適應性/模塊化

高性能要求和多功能期望要求制導與控制滿足在通常運行條件下提供最優性能的要求。MBD 研究的自適應技術包括：

? ? ? 在線制導回路優化 非線性控制

采用μ合成法、神經網絡和H∞方法的魯棒控制

? 通過估計校準在線傳感器和儀器 ? 動態參數的在線估計 ? 信息綜合

四、心得體會

不是很清楚是些關于我這個報告的心得體會還是上課的心得體會，就按照報告的內容來說吧。作為一名大四的學生，很現實的情況就是馬上需要面臨升學的問題，與我們最相關的就是專業的選擇了，所以了解一個研究方向的最新進展真的很利于我們以后的學習研究方向。比方說現在的控制與制導技術，就分出了許頁多各不相同的研究方向，有傳感器雷達方面的，也有計算機微電子方面的，這些都需要我們學生有一些比較詳細的了解。然而，我是信息對抗專業的學生并不是探測專業的，對于制導控制技術還沒有那么高的要求，但多做了解也無妨。

其次，對于本科生缺乏科研的經歷，了解的知識面和新鮮度都是有限的，通過這次機會能自己去查一下各方面的資料，對于以后的學習上資料搜索的能力也非常重要，方便了研究生以后需要查找閱讀許多文獻。

由于講座的時間有限，介紹大量的專業的知識是不太現實的。老師們講座的過程中都考慮到了時間限制以及我們有限的知識水平，從大處著想，為我們大概介紹他們研究方向和內容，同時還會簡單向我們介紹這些研究將來的實際意義，總的來說，也許我們無法學到很多理論上、邏輯上的專業知識，但老師們利用不到兩小時的時間，就基本上將一個新的領域的介紹給了我們，使我們也有機會現實了一把，真正了解到直接聯系我們未來發展的科學研究。各位老師不僅在學術領域給我們展示了未來的路，使我們沒有那么迷茫了，也為我們介紹了以后科研我們會有的體會及經驗，提前告訴了我們就業道路及工作生涯可能遇到的科研題目。

五、參考文獻

[1] 顧啟泰,劉學斌.近代制導、導航和控制系統的進展[C].世紀之交的中國導航技術發展研討會論文集,2001:48-53.[2]黃迎.制導與控制技術的新發展[J].情報指揮控制系統與仿真技術,2001,11:12-14

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第二篇：學科前沿系列講座課程總結

學科前沿系列講座課程總結

學號： 2014300466

學院：航空學院 學科前沿系列講座總結

本學期我們進行了四周的學科前沿系列講座的課程學習。在四周的時間里，我們在四位來自航空學院的教授的精心講解和介紹下，了解了許多關于航空火控系統發展及趨勢、航空電子系統及其綜合化發展、飛機通信導航與雷達系統發展歷程及趨勢、結構健康監測與深度學習理論四個方面的知識，掌握一些先進技術發展的最新動態，受到了很大的教育和啟發。

在第一次講座中，張安教授給我們講解了航空火力控制系統的發展歷程以及新一代機載火控系統的發展方向。從中我們了解到，隨著科技的進步，機載武器火控系統已成為現代作戰飛機的主體控制系統，將繼續向著高度綜合化、智能化、模塊化、標準化的方向發展，可實現遠距指揮引導、超視距多目標、多機協同攻擊、近距大機動格斗、對面精確打擊和反隱身、反電子對抗的作戰能力。而我國的的機載火控雷達技術發展也經歷了漫長的過程，到上世紀末，我國已經先后開發完成了多種性能較先進的機載火控雷達系統，形成了國內裝備和外貿出口兩大系列十余個品種，機載雷達的規格覆蓋從裝備在殲－７Ｇ上的小口徑脈沖多普勒雷達到第三代重型戰斗機的大型多用途雷達系統；功能由可以為離軸發射的紅外格斗彈引導目標到可制導中距離攔射導彈，再到可導引發射后不管的主動雷達制導導彈和先進對地攻擊彈藥。我軍新型作戰飛機裝備的雷達系統已經由單純的制空作戰發展到了具備地形測繪、合成孔徑、地形跟隨等功能，具備較強對地、海目標作戰能力的現代化多功能火控雷達系統。以脈沖多普勒體制和平板縫陣天線為標志的新一代機載火控雷達系統，目前已經全面裝備國產殲－８系列戰斗機、＂飛豹＂戰斗轟炸機、新型多用途戰斗機和重型遠程戰斗機等。我國現有機載雷達整體性能基本達到了上世紀九十年代初期的國際先進技術水平，在部分技術性能方面已經接近當今國際先進水平，已經可以滿足為我國第三代戰斗機配套的需要。在這次講座之后，我才真正的了解到了火控技術發展的艱辛和它無與倫比的重要性。

第二次講座由宋東老師為我們講解了航空電子系統的發展概況。在這次講座中，我們了解到了綜合航空電子技術發展至今，基本上經歷了分立、聯合、綜合到高度綜合這四個階段。航電綜合系統結構不斷改進,使航空電子綜合系統的水平迅速提高，從而促成了戰斗機水平的更新換代。在航空電子系統對飛機整體性能影響日益增大的同時，航空電子系統的硬件成本占飛機出廠總成本的比例也在直線上升：從20世紀60年代F-4的10%，70年代F-15C 的21%，80年代中期F-16C的30%，到90年代EF2000和F-22戰斗機的40%~50%。因此，未來的航空電子系統除繼續保持航空電子的進一步綜合化、信息化和智能化的發展勢頭外，還必須探索有效的解決辦法減少航空電子的壽命周期費。

在第三次講座中，馬存寶教授給我們講解了飛機的通信導航和與雷達系統。飛機的導航系統測量飛機的位置、速度、航跡、姿態等參數，供駕駛員或自動飛行控制系統引導飛行器按預定航線航行。飛機的機載氣象雷達系統用于在飛行中實時地探測飛機前方航路上的危險氣象區域，以選擇安全的回避航路，保障飛行安全工作方式有“氣象”、“氣象與湍流”、“地圖”等幾種。機載GPS借助導航衛星給飛機電子設備和機組人員提供飛機位置信息。GPS可以提供經度、緯度、高度、精確時間和地速。GPS 可提供飛機的真航向信息。有了通信導航和雷達系統，飛機便仿佛擁有了千里眼和順風耳，可以耳聽六路眼觀八方，使得飛行更加快捷安全。

最后一次講座，姜洪開老師為我們講述了結構健康監測與深度學習理論，十分手動。在這次講座中，我們學習到機在長期飛行過程中，由于疲勞、腐蝕、材料老化以及高空中的環境等不利因素的影響，不可避免地產生損傷積累，甚至發生飛機墜毀等突發的嚴重事故，造成無法挽回的傷害。因此，對飛機結構進行適時健康監測，從而在事故之前給出預警，減少或避免災害性事件發生顯得十分重要。目前，大量軍用及民用飛機在超過其設計壽命很多年的情況下仍在運營，飛機結構健康監測研究對于這類飛機尤為重要，對其進行健康監測以確保其安全運營，在一定程度上是延長了其安全使用壽命。建立安全可靠的健康監測系統將有助于根據飛機的整體性能決定其是否退役，而不是按照設計預定計劃退役，從而充分利用了飛機，節約了成本。在飛機結構健康監測研究領域中，常用的方法有基于模態理論的損傷檢測和基于波動理論的損傷檢測方法。信號分析方法如小波變換、時頻分析法、HHT 法以及神經網絡法也逐漸在這一領域中被采用。而關于深度學習理論，我們了解到深度學習的概念源于人工神經網絡的研究。多層感知器就是一種深度學習結構。深度學習通過組合低層特征形成更加抽象的高層表示屬性類別或特征，以發現數據的分布式特征表示。

深度學習的概念由Hinton等人于2006年提出。基于深信度網(DBN)提出非監督貪心逐層訓練算法，為解決深層結構相關的優化難題帶來希望，隨后提出多層自動編碼器深層結構。此外Lecun等人提出的卷積神經網絡是第一個真正多層結構學習算法，它利用空間相對關系減少參數數目以提高訓練性能。

深度學習是機器學習研究中的一個新的領域，其動機在于建立、模擬人腦進行分析學習的神經網絡，它模仿人腦的機制來解釋數據，例如圖像，聲音和文本。

同機器學習方法一樣，深度機器學習方法也有監督學習與無監督學習之分.不同的學習框架下建立的學習模型很是不同。例如，卷積神經網絡(Convolutional neural networks，簡稱CNNs)就是一種深度的監督學習下的機器學習模型，而深度置信網(Deep Belief Nets，簡稱DBNs)就是一種無監督學習下的機器學習模型。

通過四次精彩的講座學習，我們學到了很多。一方面了解了許多新的知識，另一方面將所學的知識與最前沿的技術發展聯系到了一起，使我們對于未來的發展方向有了更加明確的認識，開闊了眼界，增長了閱歷，受益匪淺。

第三篇：學科前沿學習報告

學科前沿學習報告

土木工程學院 工程力學101班 xx 學號:2010110121xx

力學是人類認識自然的重要手段，當人類還不會說話的時候就已經在應用力學了。這個世界小到分子大到宇宙都充斥著各種各樣的力，當今社會的尖端科技更是離不開力學。

我們從海洋流發電VIV驅動的水動力學問題說起。在傳統能源供應日趨緊張，地球環境日益惡化的今天，開發清潔無污染的可再生能源是大勢所趨。海洋能是眾多可再生能源中的一種，其能量蘊藏豐富，形式多種多樣，如潮汐能、波浪能、海流能、溫差能等。海洋波浪能是現今世界各國海洋能開發研究的熱點與重點，英國、挪威、日本、美國等都在進行波浪能發電裝置的試驗與示范工作。

渦激振動(vortex-induced vibration,簡稱VIV)是工程中常見的重要現象。在來流作用下,結構的尾跡中旋渦以一定頻率交替脫落,產生周期振蕩的升力,導致結構以一定的頻率和振幅振動。在一定流速下,旋渦脫落頻率接近結構固有頻率時,結構會發生共振造成破壞。渦激共振的預報和抑制對工程結構穩定和安全有重要意義。VIV中結構與尾跡相互作用,是個非常復雜的問題。流動具有很強的非線性特征結構的運動使尾跡流動性態與非振動結構的尾跡大不相同。這種流場變化和流固耦合作用的復雜性及規律,目前主要依靠實驗研究獲得,而通過DNS方法精細刻畫這些過程則因為受計算量等的限制遇到很多困難,現有的大部分研究成果局限于中低Re數情況,很難滿足實際工程需求。

計算力學的發展與展望。計算力學是計算機科學、計算數學與力學學科相結合的產物。隨著計算機軟硬件技術的快速發展,計算力學也得到了迅速發展,成為力學工作者和工程技術人員解決自然科學和工程實踐中力學問題的重要手段。數值計算方法最早成員應為有限差分法有限差分法從數學的角度用差分代替微分,將力學中的微分方程轉化為代數方程,從而大大拓寬了力學學科的應用范圍;有限元法的問世促進了計算力學的發展。有限元法建立了計算模型、離散方法、數值求解和計算機程序實現的統一方法,通過變分原理將原問題的泛函轉化成代數方程進行求解;20世紀70年代初出現了邊界元法,對于分析某些工程實際問題,邊界元法具有其突出的優點。上述三種方法被稱為計算力學的三大支柱。除此之外,計算力學還包含了其它一些重要分支,如加權殘數法、有限元線法,半解析半數值法等。目前,計算力學的主要研究方向集中在如何建立高效的、有足夠精度的計算手段上,特別是解決如何建立這些計算手段的共性問題。在計算力學的發展過程中,從結構的離散化方法、單元列式、控制方程求解、計算結果自動處理到收斂理論都可以建立成為不依賴于結構類型和幾何形狀的統一方式。計算模型的建立、計算方法的構造和計算軟件的開發是計算力學研究中的共性問題。

計算力學的發展方向。計算機科學、計算數學和力學學科的發展推動了計算力學的發展,在新的世紀,計算力學將會在如下領域得到更大的發展。1宏細微觀材料本構模型；2復雜運動系統的自動控制；3計算力學軟件系統的研究；4復雜系統的計算機仿真。

高性能計算與高性能計算機。

高性能計算概述，高性能計算(HPC)指通常使用很多處理器（作為單個機器的一部分）或者某一集群中組織的幾臺計算機（作為單個計 算資源操作）的計算系統和環境。有許多類型的HPC 系統，其范圍從標準計算機的大型集群，到高度專用的硬件。大多數基于集群的HPC系統使用高性能網絡互連，比如那些來自 InfiniBand 或 Myrinet 的網絡互連。基本的網絡拓撲和組織可以使用一個簡單的總線拓撲，在性能很高的環境中，網狀網絡系統在主機之間提供較短的潛伏期，所以可改善總體網絡性能和傳輸速率。

高性能計算機指能夠執行一般個人電腦無法處理的大資料量與高速運算的電腦，其基本組成組件與個人電腦的概念無太大差異，但規格與性能則強大許多，是一種超大型電子計算機。具有很強的計算和處理數據的能力，主要特點表現為高速度和大容量，配有多種外部和外圍設備及豐富的、高功能的軟件系統。現有的超級計算機運算速度大都可以達到每秒一兆（萬億，非百萬）次以上。高性能計算機是計算機中功能最強、運算速度最快、存儲容量最大的一類計算機，多用于國家高科技領域和尖端技術研究，是一個國家科研實力的體現，它對國家安全，經濟和社會發展具有舉足輕重的意義。是國家科技發展水平和綜合國力的重要標志。

顆粒增強復合材料損傷演化VCFEM模擬方法。

隨著科學和技術的發展,復合材料因其良好的力學特性,在航空、汽車、軍事、核能和電子等一些重要的工業領域得到了越來越廣泛的應用。在顆粒增強復合材料中,異相材料的加入可以改善材料性能,但同時又導致了材料斷裂特性和疲勞特性的下降。這正反兩方面作用的產生均依賴于夾雜、空洞以及裂紋等微結構的大小、形狀、材料特性以及它們的空間分布。如何能正確分析和模擬受微結構影響的復合材料力學性能,一直是力學和材料學科領域的前沿課題之一,對現代工業的發展具有重要的意義。

基于浸入邊界法的流固耦合理論及其工程應用。

對于復雜流場、流固耦合和運動邊界問題，浸入邊界法因其具有良好的發展前景，成為新的研究熱點.浸入邊界法(Immersed Boundary Method)，既是一種數學建模方法，又是一種數值離散方法。在數學方法上，它是采用歐拉變量去描述流體的動態，利用拉格朗日變量描述結構的運動邊界，用光滑Delta近似函數通過分布節點力和插值速度來表示流場和結構物的交互作用。它整個流場計算都使用笛卡爾網格，而不是按照物體形狀生成復雜的貼體網格，無需處理從物理平面到計算平面的坐標和網格轉換問題，因而可以大大提高計算效率而且節省了網格生成所需的時間。尤其對于動態邊界問題，它無需在每一時間步長上實時更新網格，詳見圖1。浸入邊界法在模擬血液流動、湍流的直接數值模擬、多相流動等方面取得成功，模擬結果和實驗數據非常吻合，是目前計算流體力學領域研究的熱點。盡管擁有巨大的發展前景，但目前浸入邊界法的應用尚未完全成熟。未來的研究重點將會集中在以下兩個方面：

第一，進一步研究浸入邊界法的理論機理。尋找最佳的時間離散法，解決時間步長的限制，提高浸入邊界法的計算精度，發展能解決高雷諾數和三維復雜流體問題的浸入邊界法，浸入邊界法與并行計算技術的結合,論證浸入邊界法的收斂性和穩定性和判斷算法的誤差等仍是未來理論研究的主要方向。

第二，解決浸入邊界法在實際工程應用的問題。目前，浸入邊界法能解決的科研問題和工程問題還是相當少的。將浸入邊界法直接模擬各種實際流動,解決工業生產和工程項目提出的各種問題，是未來研究的熱門課題。

浸入邊界法的研究方興未艾，隨著人們對浸入邊界法重視和了解的加深，其在非定常計算中不需產生貼體網格的巨大優勢正在被發揮，在科研和工程應用具有廣闊的應用前景。

復雜巖體精細數值模擬理論及工程應用。巖體由結構面和結構體組成，其結構特性是巖體力學行為、變形和破壞形式的主要控制因素。現今可用于對巖體工程結構進行力學分析的數值方法多種多樣，每一種方法有其針對性和特點，對一個具體的問題用數值模擬方法進行分析時，應選擇一種最適合該問題的方法進行研究。自20世紀70年代以來，數值模擬方法作為一種科學有效而又快速簡便的分析方法，被逐步引人到交通、水工、采礦、建筑等地下工程的力學分析、穩定性評價、方案比較等工作中。

現代材料實驗及其發展。

人類社會發展和進步的歷史就是一部發明材料、制造材料和使用材料的歷史,正是形形色色的材料構成了豐富多彩的世間萬物,材料是人類用以制成用于生活和生產的物品、器件、構件、機器及其它產品的物質，是人類賴以生存和發展的物質基礎。隨著現代科學技術的飛速發展,新材料的不斷涌現,把各類材料分別作為獨立學科或從屬于某一學科進行研究的方法已不能滿足當今高科技發展的需求,必須綜合考慮材料的合成制備和加工技術,并且結合組織結構和性質的現代分析測試技術和方法,才能滿足新材料的研制和應用的需要。現代科學技術的發展,促使新材料的研究日益向微觀層次深入,材料的結構從宏觀到微觀、介觀,按研究的層次,包含了宏觀組織結構、顯微組織結構、原子或分子排列結構、原子中的電子結構等。

現代材料實驗的主要技術，根據各種功能的設備一般可分為下列三個獨立的子系統。1，機械——動力加載系統；2，傳感器系統；3控制采集分析系統。隨著計算機的廣泛應用，利用計算機建立的材料性能數據庫可以直接給出各種材料的有關性能，利用計算力學的有限單元分析整體的應力，應變場。結合材料試驗，它們將攜手一起向前發展。

通過對學科前沿課程的學習，使我深刻地認識到，力學在整個人類社會的發展中充當著十分重要的角色。人類的明天將在力學的土壤上開出美麗的花朵！

第四篇：21世紀學科前沿系列學術講座和名家講壇系列講座酬

“21世紀學科前沿”系列學術講座和“名家講壇”系列講座酬金使用說明

一、支持對象

在我校作專場報告的校外院士、著名學者和教授。

其中“21世紀學科前沿”系列學術講座重點支持在研究生學術活動中作報告的院士、著名學者和教授，報告主要內容為所在學科發展動態、學科前沿理論、重大技術、研究方法及研究成果等。

“名家講壇”系列講座重點支持在研究生教育中作報告的院士，報告主要內容為治學與人生、長才成長、學習方法等。

二、酬金標準

院士：3000元/場

外籍專家、著名學者、教授：2000元/場 副教授、其他：1000元/場

三、講座宣傳要求

1、講座宣傳必須使用研究生院指定的海報模板；

2、講座結束后必須及時在院、校網站上發布講座新聞，新聞中應注明“‘21世紀學科前沿’系列學術講座”或“‘名家講壇’系列講座”字樣。

四、申請酬金需提交材料：

1、報告人酬金申請表（見附件1）；

2、講座宣傳海報（A4紙打印）；

3、講座新聞（校主頁或學院網站新聞,A4紙打印）；

4、講座錄像、照片、PPT等其他材料。

五、備注：

經費卡號：xxxxxxxxxxx(每年研究生院通知報銷時間時公布)。通過財務處高級財務管理平臺酬金申報提交酬金單，提交完成后下載打印正式單據，連同其他申請材料交至研究生院培養處（研究生樓317）審核。

聯系人：張笑藝

電話68918605

第五篇：學科前沿

過程裝備與控制工程專業主要以過程工業為專業背景。過程工業是指以流程性物料（如氣體、液體、粉體等）為主要對象，以改變物料的狀態和性質為主要目的的工業，它包括化工、石油化工、生物化工、化學、煉油、制藥、食品、冶金、環保、能源、動力等諸多行業與部門。過程工業所涉及的一些物理、化學過程，主要有傳質過程、傳熱過程、流動過程、反應過程、機械過程、熱力學過程等。正是這些物理、化學過程，構成了過程工業的生產過程。然而，要使這些過程得到實現，達到工業生產的目的，必需要有相應的過程設備。

過程裝備與控制工程的主要研究內容包括：過程裝備設計與制造，高效節能裝備的開發，成套裝置的開發與設計，成套工程，設備結構及強度理論，過程安全理論、技術與裝備，流程參數控制理論與技術，制冷技術與裝備，粉體理論與技術等。

“過程裝備與控制工程專業”的前身是“化工機械專業”。我們的前輩嘔心瀝血，把我國的化工機械專業辦得初具規模、培養了一大批化工機械專業教學、科研、設計、制造與使用的中堅力量。隨著全球現代化的需要和發展，在化工機械里面逐漸應用到了越來越多的自動控制。因此，為了符合我國現代化發展需要，順應科技時代的潮流，1998年3月教育部應上屆教學指導委員會的建議將專業改名為過程裝備與控制工程。從此，一個更加具有發展潛力的新專業誕生了。20多年來，我國先后在60多個高校開設了這一個專業，使得該專業得到了很大的發展。

什么是過程裝備？了解了過程裝備與控制工程的歷史后我們不難以知道，它也和化工機械一樣，分為兩大類：①化工機器。指主要作用部件為運動的機械，如各種過濾機，破碎機，離心分離機、旋轉窯、攪拌機等。②化工設備。指主要作用部件是靜止的或者只有很少運動的機械，如各種容器（槽、罐、釜等）、普通窯、塔器、反應器、換熱器、普通干燥器、蒸發器，反應爐、電解槽、結晶設備、傳質設備、吸附設備、流態化設備、普通分離設備以及等離子交換設備等。化工機械的劃分是不嚴格的，一些流體輸送機械（如泵、風機和壓縮機等）

控制工程

指對過程裝備和及其系統的狀態和工況進行監測，控制，以確保生產工藝有序穩定運行，提高過程裝備的可靠度和功能可利用度。控制工程是結合現代自動化技術，是現代自動化先進技術與化工機械相結合的，提高了設備的效率

本專業培養具備機械熱加工基礎知識與應用能力，能在工業生產第一線從事熱加工領域內的設計制造、試驗研究、運行管理和經營銷售等方面工作的高級工程技術人才。

業務培養要求

本專業學生主要學習材料科學及各類熱加工工藝的基礎理論與技術和有關設備的設計方法，受到現代機械工程師的基本訓練，具有從事各類熱加工工藝及設備設計、生產組織管理的基本能力。

畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力：

1．具有較扎實的自然科學基礎，較好的人文、藝術和社會科學基礎及正確運用本國語言、文字的表達能力；

2．較系統地掌握本專業領域寬廣的技術理論基礎知識，主要包括力學、機械學、電工與電子技術、加熱工藝基礎、自動化基礎、市場經濟及企業管理等基礎知識；

3．具有本專業必需的制圖、計算、測試、文獻檢索和基本工藝操作等基本技能及較強的計算機和外語應用能力；

4．具有本專業領域內某個專業方向所必需的專業知識，了解科學前沿及發展趨勢；

5．具有較強的自學能力、創新意識和較高的綜合素質。

主干學科

機械工程、材料科學與工程。

主要課程

工程力學、機械原理及機械零件、電工與電子技術、熱加工工藝基礎、熱加工工藝設備及設計、檢測技術及控制工程、CAD/CAM基礎。

主要實踐性教學環節

包括軍訓，金工、電工、電子實習，認識實習，生產實習，社會實踐，課程設計，畢業設計(論文)等，一般應安排40周以上。

修業年限

四年

授予學位

工學學士

本學科是機械大學科的一個分支，它自己是屬于機械領域，同時又服務于過程工業，自身的發展又需要機電控制。所謂過程工業，是指通過化學和物理的方法以達到改變物料性能的加工業，它涵蓋了化學、化工、石油化工、食品、制藥，甚至于冶金等眾多行業部門。過程工業所涉及的對象是流程性物料，從原料到產品需經過復雜的工藝過程，因而整個過程需要由為數眾多的單元構成。而每一個單元均需要由能實現這一功能的設備來完成，將這些單元設備連在一起便構成過程裝備。動力工程及工程熱物

理學科是研究能量以熱、功及其他相關的形式在轉化、傳遞過程中的基本規律，以及按此規律有效地實現這些過程的設備及系統的應用科學及應用基礎科學。動力工程及工程熱物理學科在整個國民經濟和工程技術領域內起著支持和促進的作用，在工學門類中占有不可替代的地位。在長期發展的過程中，它不斷升華和擴展，容納了物理學的多個分支及近代進展，應用了數學、力學、機械工程、儀器科學、材料科學、電子技術、控制科學等學科的理論、方法和已有成果，形成自身獨立的理論體系和實踐范疇，為國民經濟的可持續發展提供了良好的基礎和前提。它不斷在冶金、電子、交通運輸、船舶與海洋工程、航空宇航工程、土木工程、水利工程、化學工程、礦業工程、農業工程、兵工科學、核科學、環境科學和生物醫學工程等各個學科獲得越來越廣泛的應用。

化學工程基礎學科主要研究化工、石油化工、煉油與天然氣加工、輕工、核電與火電、冶金、環境工程、食品及制藥等過程工業中處理氣、液和粉體等流程性材料必需的設備與技術。例如，過程工業中的傳熱設備及節能技術的研究；化工單元傳質設備和相分離設備研究；化工過程用泵、壓縮機等流體機械的研究與監控；壓力容器及管道的設計、制造和安全保障的技術研究；過程設備的腐蝕、損傷與延壽技術的研究；非金屬材料成型加工技術與設備的研究，等等。本學科是一個專業面廣，為國民經濟多個行業服務的、涵蓋多種學科的交叉型二級學科。流體力學、熱力學、粉體力學、燃燒學、傳熱學、傳質學等工程熱物理和化工過程原理的科學基礎為本學科的重要理論基礎。

二級學科——過程裝備與控制工程，是在化工機械專業基礎上發展起來的，后相繼并入煉油機械、輕工與食品機械，又增加了生物化工、精細化工和核電工業等方面的內容，使學科的內涵和深度有了很大的發展。過程裝備與控制工程專業主要以過程工業為專業背景。過程工業是指以流程性物料（如氣體、液體、粉體等）為主要對象，以改變物料的狀態和性質為主要目的的工業，它包括化工、石油化工、生物化工、化學、煉油、制藥、食品、冶金、環保、能源、動力等諸多行業與部門。過程工業所涉及的一些物理、化學過程，主要有傳質過程、傳熱過程、流動過程、反應過程、機械過程、熱力學過程等。正是這些物理、化學過程，構成了過程工業的生產過程。然而，要使這些過程得到實現，達到工業生產的目的，必需要有相應的過程設備。

過程裝備與控制工程的主要研究內容包括：過程裝備設計與制造，高效節能裝備的開發，成套裝置的開發與設計，成套工程，設備結構及強度理論，過程安全理論、技術與裝備，流程參數控制理論與技術，制冷技術與裝備，粉體理論與技術等。

過程裝備與控制工程專業的應用領域非常廣泛，例如化工、石油化工、能源、輕工、制藥、制冷、動力、環保、生物、食品、機械、勞動安全，等等。

化工機械是搞關于化工設備方面的設計，安裝，制造都可以就業的，就業面很廣的，很好找工作，這么說把，只要有化工設備的地方我們都可以去工作的，在大學里面把專業知識多學一點，專業英語也很重要，尤其值得說的是，在這一行是越老越值錢，起點是要熬，起碼要三年，拿到中級職稱就好了，剛開始畢業一個月都是基本上是1000多點，在哪兒都差不多，我有同學在石油系統的，就是獎金比我們在外面的高一些，基本工資都差不多的，要是進國企業，主要是進中石化，中石油，中海油的企業，還有中石化，中石油，中化工的一些化建企業，主要是搞化工安裝，化建企業好一點的有中石化南京二建，三建（好象在珠海），五建（蘭州），四建（天津），進石油系統只要是進幾個大一點的油田，比如大慶油田（黑龍江大慶），大港油田（天津），現在中石化在新疆獨山子開了一個很大的石化企業-獨山子石化，專門從哈撒克斯坦進油，有很大的發展前途（據說是除了老婆，什么都發），要是搞設計，主要是在江，浙一帶，比如，江蘇的無錫，有一個區都是搞壓力容器的，常州，蘇州的張家港，上海金山區是一個石化區，還有浙江的一些地方，說了這么多主要就是告訴大家，過程裝備與控制工程專業（以前叫做化工機械）是很好找工作的一個專業，當初我也不知道什么東東，在大學里面混過來了，沒有好好學一點東西，建議大家把握大學的時間，少玩一點，把CAD（這個是吃飯的家伙）要學得很好，還有專業的知識，課程設計，畢業設計最好是自己做，能夠學到不少的東西，對以后在這行工作很有用的，即使抄別人的也最好是搞清楚怎么來的，英語，最好過4級水平，當然沒過也照樣找工作，只是待遇比人家過4級的要少，畢竟全國有這個專業的學校不多，也就80幾所吧