胡海岩

胡海岩,1956年生于上海;力学家,中国科学院院士,发展中国家科学院院士。1982年毕业于山东工业大学力学专业,获理学学士;1985年毕业于该校固体力学专业,获工学硕士;1988年毕业于南京航空航天大学固体力学专业,获工学博士。此后留校任讲师,1990年任副教授,1994年任教授,1998年任副校长,2001年任校长。其间,1992年至1994年任德国Stuttgart大学洪堡基金研究员,1996年至1997年任美国Duke大学访问教授。2007年调任北京理工大学校长,教授。

现兼任中国科学院技术科学部副主任;中国科协全国委员会委员,中国力学学会理事长,中国航空学会副理事长,中国宇航学会副理事长;科学出版社《非线性动力学丛书》主编;国家杰出青年科学基金评审委员会委员,国家自然科学基金委员会力学学科评审组组长,国家自然科学奖评审委员会委员,解放军总装备部科技委员会委员等;还兼任国际理论与应用力学联合会(IUTAM)全委会委员,《Journal of Sound and Vibration》等6种SCI期刊编委。

胡海岩教授主要从事与航空航天科技相关的动力学与控制的研究与教学工作。他出版专著2部、教材3部,发表期刊论文242篇,其中SCI收录105篇;论著被他人引用4200余次;他作为第一成果人获国家自然科学奖二等奖1项、国家科技进步奖二等奖1项,作为第二成果人获国家自然科学奖二等奖1项。在他培养的20名博士中,3人获全国优秀博士学位论文、1人获国家杰出青年科学基金。他的主要学术贡献集中在以下三个方面。

1.振动控制系统的非线性动力学

深入研究三类典型振动控制系统的非线性动力学行为,揭示了反馈时滞、弹性约束、迟滞阻尼等因素对振动控制系统的影响规律,进而提出若干新的控制策略,其主要科学发现和方法创新如下:

(1) 对具有反馈时滞的振动控制系统,发现系统含待定参数时的全时滞稳定性、稳定性切换、区间稳定性的代数判据,揭示了时滞和系统参数对系统稳定性影响的规律;提出Poincarè板和不动弧段概念,构造了周期振动分析方法;发现非线性自治时滞系统存在无限多个Hopf分叉及相应的自激振动;提出时滞反馈镇定周期运动的控制策略。

(2) 对具有弹性约束的振动控制系统,发现运动相轨线与向量场切换面擦边时系统的Poincarè映射保持光滑性的条件,揭示了周期振动的擦边分叉机理;发现预紧弹性约束引起的新的主共振类型;在此基础上,提出在擦边分叉附近控制混沌振动的方法。

(3) 对具有迟滞阻尼的振动控制系统,提出将增量型本构泛函分段函数级数展开,将非线性参数辨识转化为线性参数估计,实现了金属橡胶、磁流变阻尼等迟滞阻尼器件的实验建模;从局部拟动力学角度构造这类系统的振动控制策略,实现了车辆悬架受迫振动和飞机机翼自激振动的半主动控制。

研究成果总结为德国Springer-Verlag出版的著作Dynamics of Controlled Mechanical Systems with Delayed Feedback和期刊论文70余篇。论著被他人引用1350余次,被美国著名学者Schaechter在Applied Mechanics Review上评价为"提出了令人耳目一新的、系统的方法",被英国著名学者Cartmell在Applied Mechanics Review上评价为“归功于Hu等的一个非常有趣的分支”。成果被用于导弹惯导平台振动控制,还被用于研究航空、车辆、机械等领域的振动控制问题。该成果获2006年国家自然科学奖二等奖。

2.结构碰撞振动理论与应用

深入研究弹性结构间任意角度碰撞振动问题,揭示其动力学机理,提出了碰撞隔振系统设计方法,其主要学术贡献如下:

(1) 对于含摩擦的两结构斜碰撞,将其切向微滑动逆向分为三类,即不逆向、在法向压缩时逆向、在法向恢复时逆向,建立了相应的力学条件;提出了计算斜碰撞周期振动的半解析方法。

(2) 对于两结构正碰撞振动,提出周期振动的半解析计算方法和稳定性分析方法;对于多结构正碰撞振动,提出从瞬态碰撞振动中抽取周期碰撞振动的拟合方法,可在擦边分叉附近高效计算各种周期碰撞振动。

(3) 通过在隔振系统中设置弹性/阻尼复合限位器、对系统进行共振奇异性分析、局部分叉类型选择及全局动力学校核,建立了一套隔振系统的非线性动力学设计方法,消除了隔振传递率与共振传递率之间的矛盾。

研究成果总结为著作《碰撞振动与控制》(科学出版社)及期刊论文40余篇。论著被他人引用420余次。成果被用于武装直升机导弹稳瞄系统隔振技术攻关,使导弹靶试命中率大幅度提高。该成果获2005年国家科学技术进步奖二等奖。

3.碳纳米管系统动力学

深入研究碳纳米管的波传播问题,建立了计入碳纳米管微结构效应的非局部弹性梁模型和圆柱壳模型,导出了纵向、弯曲、扭转方向的波动频散规律表达式,发现了可传播波的频率上限。研究了碳纳米管中波传播的群速度问题,揭示了分子动力学模拟在远低于上述截止频率下失效的原因。在上述研究基础上,还研究了多壁碳纳米管、导水碳纳米管中波的传播,碳纳米管的热振动等动力学和失稳问题,发现了若干新现象。

上述研究成果被他人引用230余次,被美国复合材料学会主席Gibson教授在综述中作为“特别重要”的研究举例,被多位国际著名学者列举为以非局部弹性理论揭示纳尺度微结构效应的第一篇文献。该成果作为“低维纳米功能材料与器件原理的物理力学研究”的主要内容之一,获2012年国家自然科学奖二等奖。

他于1990年被授予有突出贡献的中国博士学位获得者,1992年获政府特殊津贴,1996年获国家杰出青年科学基金,1999年被授予国家有突出贡献的中青年专家,2001年被授予全国国防科技工业系统先进工作者,2007年当选中国科学院院士,2010年当选发展中国家科学院院士。

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