非線性力學國家重點實驗室

非線性力學國家重點實驗室(LNM)依託中國科學院力學研究所，實驗室前身是成立於1988年的中國科學院力學研究所非線性連續介質力學開放實驗室。LNM於1999年10月被科技部批准建設，2001年4月通過科技部專家組的驗收，正式晉升為國家重點實驗室^[1]。

2015年3月在重點實驗室評估中LNM獲得良好的成績。現任學術委員會名譽主任為中科院院士鄭哲敏研究員，學術委員會主任為中科院院士方岱寧教授，實驗室主任為魏宇傑研究員。

學科方向

中、長期學科方向

（1）固體變形、損傷、破壞的非線性力學性質，

（2）流體運動的非線性規律，

（3）材料和環境系統中非線性問題的基本理論和方法。

創新學科方向

近年來，LNM確定以多尺度力學為研究主題，它包括材料強度及災變的跨尺度關聯和複雜流動的多過程耦合現象。

（1）納米/微米尺度力學和跨尺度關聯，具體包括納米/微米尺度力學的理論、實驗及計算；分子(原子)—細觀—宏觀的跨尺度力學；跨物質層次的本構、強度、破壞理論與實驗；固體微結構演化動力學大型計算模擬與材料的微結構設計。

（2）納/微電子機械系統力學，具體包括力—熱—電—磁—光等耦合的尺度效應與表面效應；納/微系統運動規律、控制與失效機理；納/微系統的計算機輔助設計與虛擬實驗^[2]。

（3）多尺度複雜流動的動力學理論與控制原理，具體包括複雜流動的非線性演化過程及其動力學理論；轉捩與湍流的大規模科學計算與流動結構研究；微尺度和多尺度複雜流動規律與控制的精細實驗研究；多相流動的基本規律研究與應用。

科研進展

LNM在非線性力學領域的研究工作取得了顯著的進展：

（1）在剪切變形局部化（剪切帶）方面建立了材料熱塑剪切變形的控制方程，得到了剪切帶形成的失穩判據，並從理論上預測了剪切帶特徵寬度，揭示了剪切帶的形成和演化機制。針對微損傷演化導致的材料失效問題，提出了跨尺度的統計細觀損傷力學理論框架，建立了微損傷密度的演化方程和相應的解，揭示並實驗驗證了損傷破壞非線性行為的重要普適性特徵，為非均勻脆性材料的災變預測開闢了新的途徑。

（2）在國際上嚴格建立了可壓縮塑性應變梯度理論和不含高階應力的應變梯度理論，獨創地建立了適合應變梯度理論的有限元方法，提出了預測固體理論強度的嚴格算法等。對表徵固體在微尺度層次的強度、韌性及斷裂等力學行為建立了基礎，對應變梯度理論的發展和廣泛應用起了核心推動作用。

（3）在湍流的統計理論和數值模擬方面，建立了湍流的時空關聯的橢圓模型，發展了大渦模擬的運動學亞格子模型，建立了大渦模擬的時空關聯方法，並應用於湍流噪聲和湍流擴散的數值模擬和預測，為非平衡湍流的研究提供了新的方法。

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