力学学科发展与交叉力学研讨会的第二篇章于2018年10月8日下午继续开展。郑晓静、何国威、郭万林、魏悦广、王泉五位中国科学院院士分别做了研究报告，探讨力学与其他学科交叉过程中取得的成果。
     郑晓静院士报告的题目为“临近空间高超声速飞行器等离子流场的电磁调控”。临近空间高超声速飞行器的开发成为国家战略发展的迫切需求，临近空间电磁环境除了常规的电磁威胁外，还存在“临近空间”+“高超声速”条件所导致的特殊的电磁问题。特别是这种环境下所产生的等离子体鞘套，将对无线电磁波的传播造成一系列问题，诸如测控通信信号畸变、雷达目标探测异常、遥测、导航信号丢失等问题，将对近空间测控通信及飞行器间的网络安全传输造成致命的影响。
     这一复杂电磁环境下的高速飞行器传输问题所涉及的影响因素、缓解黑障的有效技术、实验验证等方面的工作和研究进展展开，并对该领域的研究进行了总结和展望。临近空间高超声速飞行器等离子流场电磁调控的理论技术仍需进步，黑障仍未消除，但进一步的理论研究与实验分析正在缩短黑障时间，有望满足国家重大工程的紧迫需求，或将能够直接服务于天地往返飞行器的大气再入问题、火星探测的再入问题以及深空探测领域，同时跨领域的学科融合与推进，将形成新的学科交叉点。
      郑晓静，1982年在华中科技大学获工学学士学位，1987年12月起在兰州大学力学系任教，2007年12月，兰州大学党委常委、副校长兼任兰州大学研究生院院长，2009年当选中国科学院院士，现任西安电子科技大学党委书记。研究领域包括：板壳非线性固体力学，电磁固体力学和风沙环境力学。

图为郑晓静院士

     何国威院士作了题为“面向超级计算机的湍流壁模型”的报告。湍流是流体力学的经典难题之一，诺贝尔奖获得者海森堡说：“我要带着两个问题去见上帝：量子力学和湍流。我相信上帝对第一个问题已有了答案。”何院士幽默地对大家说，希望大家jump into it。数学家研究描述湍流的Navier-Stokes 方程解的存在唯一性，物理学家研究作为非平衡态典型案例的湍流，力学家研究工程湍流的机理和预测湍流特性的方法。何院士说，近代数学，统计力学和计算机的发展极大地推动了湍流研究。本次报告在回顾湍流发展的基础上，重点介绍湍流研究近期的主要成果：湍流的统计理论和大涡模拟方法。
     何国威院士主要从事湍流和计算流体力学的研究，包括湍流的统计理论和计算模型、多尺度大涡模拟方法、微纳尺度流动、非线性动力学。曾获国家杰出青年科学基金，并入选中科院“百人计划”，2003年获得国家杰出青年科学基金项目资助。2015年当选为美国物理学会( APS ) Fellow。现任中国科学院力学研究所学术委员会主任，2017年当选为中国科学院院士。

图为何国威院士

     随后，郭万林院士做了名为“水伏科学与技术的曙光”的报告。从水的储能和换能过程中提取对人类有用的能量一直是人们的追求，传统技术主要利用水流的动能产生有用的机械能并间接发电。纳米材料具有显著的量子效应和表面效应，可与各种形式的水发生耦合而输出显著的电信号，如石墨烯可通过双电层的边界运动将拖动和下落水滴的能量直接转化为电能(拖曳势)、也可将海水波动能转化为电能(波动势)。更具里程碑意义的发现是，廉价的碳黑等纳米结构材料可通过自然蒸发，持续产生伏级的电能，我们将这类直接转化水能为电能的现象称为“水伏效应”。
     水伏效应为全链条式捕获地球水循环的水能开辟了全新的方向，提升了水能利用能力。水伏效应的理论与技术研究目前还处于萌芽期，但其发展势头、巨大潜力和应用前景足以引起各学科领域的高度关注。当前广泛研究的可再生能源，如太阳能、风能,其捕获不仅受时间、地域限制，而且需要晶体硅等特种材料，其存储、并网更给相关储能技术提出了巨大挑战，而风能和太阳能本身的不稳定性也制约着产业的发展。与之相比，水蒸发无处不在，而且可结合风能、太阳能、废热等显著提高蒸发发电量, 使得蒸发能利用在理论上具有比光伏技术更大的发展空间。而且，大海深水储存的热能会以百年的长周期稳定地球表面水能的转化和分布，可谓取之不竭。该研究或将有望同时解决淡水资源紧缺、温室效应、能源危机这三大环境问题，如果能够实现，这一设计势必将在科学界引发轰动。
    郭万林，南京航空航天大学纳米科学研究所所长。1996年获国家杰出青年基金，1999年受聘为国家教育部“长江学者”特聘教授到南京航空航天大学工作，创建南京航空航天大学纳米科学研究所，2010年成功申请建设教育部“纳智能材料器件”重点实验室，2017年11月当选为中国科学院院士。

图为郭万林院士

     魏悦广院士在研讨会上作了题为“关于先进复合材料的强韧化设计理论研究”的报告。传统的量子模拟只能在纳米尺度，难以与宏观相结合。而随着先进材料的不断开发和应用，先进材料跨尺度力学行为的表征方法和理论研究还不成熟。

     魏悦广院士通过把传统力学精细化，增加材料的模拟参量，研究了微纳尺度突出下的应变梯度效应，并建立标准规范。报告中举了很多例子，如金属中纳米晶纳米晶材料增强增韧的理论研究发现，软硬区有很强的应变梯度效应，结合强度激增，应变梯度效应成为现今先进材料理论研究的重要内容。此外，纳米层片材料、梯度纳米结构材料的强韧机制、石墨烯强界面的性能均与应变梯度效应有关。
    魏悦广，1960年1月出生于陕西渭南。1982年获西安科技大学力学学士学位，1992年7月毕业于清华大学获固体力学博士学位。2017年当选为中国科学院院士。北京大学教授，现任《力学学报》主编。曾任中国力学学会常务理事、固体力学专业委员会主任委员等。主要从事跨尺度力学、弹塑性断裂力学、复合材料力学等研究。

图为魏悦广院士

    最后，王泉院士作了题为“工程结构损伤监测”的报告。在过去20年里，压电材料被广泛利用在结构健康监测与修复中。王泉教授是利用智能材料对结构破坏进行检测的先驱者之一，开发了利用智能材料来对裂纹尖端等受损结构进行应力转移的新方法。
      王泉教授利用压电换能器（piezoelectric interdigital transducer，IDT）在结构的受损部位，例如裂纹、划痕及分层等处，进行了应力密度等方面的研究，并设计了基于智能材料作为传感器和激励器的压电换能器，通过引入非离散波的方式来检测结构中的破坏。此外，王泉教授还研究了基于小波变换来检测工程结构中破坏循环的方法，并将压电材料的传感器和激励器应用于故障检测中。
王泉，1967年2月出生于辽宁沈阳，1988年本科毕业于浙江大学力学系，分别于1991年和1994年在北京大学获得硕士与博士学位，加拿大皇家科学院院士（Royal Society of Canada），加拿大工程院院士(Canadian Academy of Engineering)，南方科技大学讲座教授。研究领域包括结构健康监测与维修，纳米技术和能量采集的理论和应用。

图为王泉院士