党的二十大报告指出:“坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,加快实现高水平科技自立自强”。黄淮学院河南省结构力学与仿真计算国际联合实验室瞄准国家战略需求,以智能仿生材料设计、仿生机器鱼设计、柔性传感系统开发、多尺度多物理场分析等研究为目标,坚持多学科交叉融合,在智能仿生材料、装备与系统等战略性新兴产业发展中不断加强理论研究与技术创新。
以需求应用为牵引 明晰主方向
国际联合实验室建设之初便确立了有别于传统的“从1到100”的科研模式,而是探索“从1到0”的创新发展模式。“1”是清晰的技术目标,即根据目标进行任务分解后的科研工作,从已有的技术和应用基础上,不断寻求突破和超越。“0”是不完全掌握的新技术、新理论。实验室制定了以水下智能仿生机器鱼为“1”的发展目标,聚焦“多功能加载和控制优化”“机器鱼多模态行为水动力设计”“流固耦合仿真技术”“机器鱼结构设计”等“0”的关键基础问题,以服务核心任务“1”为目的,对该技术开展科技攻关,在明确最终目标、用户对象与边界条件的基础上,牵引新技术有序地展开有目标、有意义、自上而下的原始创新。
以目标任务为导向 做好“答题人”
以目标任务为导向的“从1到0”的科研模式,是有组织科研的最佳范本,是有组织创新的重要基石。国际联合实验室成立以来以构建多功能仿生智能机器鱼为目标任务,服务于国家和地方科技创新应用,已经建成了智能压电材料实验室,可实现机器鱼智能材料的制备、分析和加载;建成了智能水动力大型实验平台,具备智能水下机器鱼研发的关键硬件基础,可实现多功能器件研发、机器鱼水动力行为实验研究、机器鱼形状优化仿真设计研究;建成了智能仿生机器鱼设计实验室,具备机器鱼结构设计、功能设计以及仿生设计等自主研发功能。
国际联合实验室积极拓展对外合作,与一些国内外课题组建立长期合作研究关系,例如慕尼黑工业大学的Steffen Marburg教授课题组、卢森堡大学的S.P. A. Bordas教授课题组、新加坡国立大学的Tong Earn TAY教授课题组以及西北工业大学屈毅林博士(联合实验室特聘教授)等,定期与他们开展学术交流,通过国内外交流合作及时了解研究领域的前沿和动态,保证研究方向和研究成果的先进性。
近年来,实验室团队成员获批国家自然科学基金青年和面上项目4项;与空天飞行空气动力科学与技术全国重点实验室、西北工业大学宁波研究院无人航行中心等单位签订国家重点研发计划项目的外协项目3项;获批国家科技部外国专家项目1项;驻马店市重大科技专项1项等,累计合同金额240余万元。在国内外学术刊物上发表SCI论文50余篇,其中有10篇发表在一区top期刊CMAME上,一篇以封面论文形式发表在IJNME期刊上,单篇被引最高达到140余次,ESI高被引论文4篇,2024年新增高被引论文1篇,热点论文1篇。此外,与国内外高校、科研机构联合培养研究生30余名,其中与新南威尔士大学Elena Atroshchenko博士课题组联合培养博士研究生1名。团队负责人陈磊磊博士2023年获第五届杜庆华工程计算方法优秀青年学者奖。
2024年1月26日,由海外优青、浙江省鲲鹏行动计划专家、西湖大学范迪夏教授发起,联合西湖大学流体智能与信息化实验室、上海交通大学王嘉松教授团队、中国海洋大学孙远坤博士团队、黄淮学院河南省结构力学与仿真计算国际联合实验室团队成立“智慧水下动力联盟”,定期举办学术交流研讨会,加强各成员单位之间的学术交流与合作,各成员团队共享资源实现优势互补,以共同推动我国智慧水动力学、流固耦合等领域的科技创新与发展。联合开展水下机器鱼动力学仿真设计、水动力性能测试研究,在Ocean Engineering、Journal of Sound and Vibration、European Journal of Mechanics / B Fluids、Journal of Marine Science and Engineering、Journal of Computational Physics、Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 等期刊上发表论文10余篇,进一步提升了联合实验室在智能仿生机器鱼领域的影响力和参与度。
以科技创新为引领 抢占制高点
国际联合实验室将紧跟国际科技前沿,坚持以目标为导向,着力实现智能水下仿生机器鱼的应用科技创新,并推动多学科交叉基础问题的发现和研究,实现科研项目从少到多、从小到大的转变,努力培养和造就一支具有一定影响力和科研能力的创新团队,提升团队在同行业的竞争力、影响力。国际联合实验室紧紧依靠自身科研技术优势,加强国内外合作,以国家重大需求和地方实际应用出发,通过科技创新应用,为国家和地方建设贡献力量,加强研究成果的转化,实现产学研用融合发展,使之服务企业、服务工程,产生较好的经济效益。聚焦研究中发现的基础问题,解决原创性课题,实现“从1到0”的和“从0到1”的深度结合,让自上而下的需求牵引和自下而上的技术推动双向发力,上下对齐,实现效果和产出最大化,更好的为国家科技战略发展和地方经济建设服务。
(撰稿:赵高超 陈磊磊 责任审核:李永松)