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兰州大学力学(一级学科)攻读学术型硕士研究生培养方案

一、学科概况

力学是研究物体变形和运动规律的学科,与国民经济和国 防建设有着直接的密切的关系,在航空、航天、机械、船舶、 仪器仪表、建筑、桥梁、岩土、地球物理勘探、水利、冶金、 材料、能源、交通、武器装备等工程结构的设计与制造中有着 广泛的应用。力学既具有理论性严密的基础学科特征,又具备 广泛工程应用的技术学科特点,是联系纯基础科学与工程科学 的桥梁。

本力学学科始建于 1958 年,在长期的办学和学科建设中 逐步形成了较为完整的人才培养体系。现拥有固体力学国家重 点学科、力学一级学科甘肃省重点学科,力学一级博士学位授 权点,其中的固体力学二级学科博士点为国家首批批准的授权 点。此外拥有力学一级学科博士后科研流动站和力学一级学科 硕士学位授权点;“理论与应用力学”本科专业的甘肃省人才 培养基地和教育部高校特色专业建设点。有以本学科为主要依 托的西部灾害与环境力学教育部重点实验室和特殊功能材料

与结构设计教育部重点实验室(B 类),以及与兰州地质局联合 申请的兰州地球物理国家野外科学观测研究站。

本力学学科长期注重学科方向与国家重大需求和现代高 科技需求的结合,形成了多个稳定的并具有一定影响力的特色 研究方向,包括:电磁固体力学、风沙环境力学、环境工程力 学、智能材料与结构的主动控制以及多场耦合与非线性计算力 学等。围绕特色研究方向以及关联的复杂系统“多场耦合、跨 尺度、非线性”等科学共性问题开展了深入全面的理论、定量 分析与实验研究,先后获国家自然科学二等奖 1 项、国家科技

进步二等奖 1 项,教育部提名国家自然科学一等奖 1 项等;各

有 1 篇博士学位

论文入选全国百篇优秀博士论文奖以及提名 奖,多篇论文获得国内、国际学术奖励。学科点形成了以中国 科学院院士、国家杰出青年基金获得者、教育部长江学者特聘 教授等为学术带头人,以教育部新世纪优秀人才入选者为等青 年学术骨干的学术力量强、学术层次高、年龄结构合理的学术 队伍。先后入选国家质量工程教学团队、教育部长江学者创新 团队和国家自然科学基金委力学创新研究群体。

二、培养目标

本力学一级学科硕士学位获得者应系统掌握与力学研究 有关的数学、力学和物理学的理论基础与专业知识;了解本学 科的现状、发展方向和国际学术前沿的研究动态;至少具备运

用力学研究的理论分析、数值计算或实验中一种研究手段开展 科学研究的能力;至少掌握一门外国语,能较为熟练地阅读本 专业的外文资料;具有严谨求实的科学态度和学风,初步具有 独立从事科学研究的能力。毕业后能从事教学、科研工作或工 程技术工作等。

三、学习年限

硕士研

究生在校学习年限为二至三年、最长在校年限(含休 学)四年。

四、研究方向

1. 电磁固体力学与智能结构 2.智能结构及其动力控制

3. 工程问题的力学建模与计算仿真 4.计算固体力学

5.实验力学及技术基础 6.连续统力学

7.风沙环境力学 8.岩土力学与工程

9. 环境流体力学 10. 工程科学计算

11.分子与细胞生物力学 12. 微纳米材料与力学

13.湍流热对流

五、课程设置与学分安排

总学分:不低于 32 学分,其中学位课不少于 8 门;

公共课:学位课,研究生选课不少于 5 门,按照外语分级教学

及国家政治课新方案执行;

学科通开课:学位课,研究生选课不少于 2 门,不低于 6 学分;

专业基础课:学位课,研究生选课不少于 1 门,不低于 3 学分;

必修环节:均为必修,计入总学分;

①学术研讨和学术报告: 研究生必须按要求在研讨活动上作专 题报告,每学年作报告不少于 1 次,在学期间不少于 2 次。研究生必

须要参加与本学科专业相关的学术报告及讲座,在学期间不少于 10

次。学术研讨和学术报告计 2 学分。

②开题报告: 研究生在本学科范围内作学位论文开题报告,最 晚于第三学期末完成,开题报告通过后正式进入学位论文阶段,计 1 学分。

③实践环节: 包括科研实践、医疗实践、教学实践和社会实践

(社会调查)等形式,要求结合自己的学科专业进行,并每学年提交 一份书面的科研进展报告或实践报告,经导师考核合格后,计 2 学分。

补修课程:根据研究生学科背景由导师指定是否补修(可以是

本院或外院的本科、研究生课程),不计入总学分。

参见附录 1:“力学(一级学科)硕士研究生培养体系”

六、课程简介及教学大纲

课程的基本简介,课程的具体内容、安排,以及参考文献等 详见附录 2:“课程简介及大纲”。

(一)学科通开课

1、课程名称与编码:连续介质力学(026212001) 学分/学时:3 学分/54 学时 教学方式:讲授、讨论; 考试方式:笔试 适用专业:工程力学、固体力学

课程内容:物体基本运动学,构形、运动、应变等的基本概念, 运动基本方程与连续介质热力学,本构理论及其本构不变量。

弹性力学的基本理论与方程,流体力学的基本理论与方程,热 弹性固体和热粘性流体的本构理论和基本方程等。

2、课程名称与编码:力学中的数学方法(026212002) 学分/学时:3 学分/54 学时

教学方式:讲授; 考试方式:笔试 适用专业:固体力学、工程力学

课程内容:主要讲授力学专业研究生在学习和研究中所需的数 学基础知识及分析求解力学问题的基本方法。主要内容涵盖张 量分析、统计分析、微分几何、特殊函数和泛函分析等数学基 础理论,以及变分原理、积分变换和加权残值法等建立和求解 微(积)分方程的基本方法。

3、课程名称与编码:现代实验力学及方法(026212003) 学分/学时:3 学分/54 学时

教学方式:讲授; 考试方式:笔试 适用专业:固体力学、工程力学

课程内容: 实验力学基础知识,电测法的基本知识和应变测

量技术,现代光测技术与光弹基本理论与方法;极端环境下的 测量方法与相关的实例介绍等。

(二)专业基础课 1、课程名称与编码:电磁固体力学(026312001)

学分/学时:3 学分/54 学时 教学方式:讲授; 考试方式:笔试 适用专业:固体力学、工程力学

课程内容:电磁固体力学的基本理论和最新发展动态、铁磁介 质和结构的理论模型和数值方法;超磁致伸缩材料的本构耦合 理论及;超导悬浮系统的理论模型与数值耦合特征;高温超导 基本理论交变损耗的计算等;高温超导悬浮实验介绍;磁电材

料以及 CICC 超导电磁复合材料介绍初步。

2、课程名称与编码:风沙环境力学(026312002) 学分/学时:3 学分/54 学时

教学方式:讲授; 考试方式:笔试 适用专业:固体力学、工程力学 课程内容:沙粒、风场以及风沙流的主要性质与特性介绍;风

场以及风沙流的测量、相关主要模型以及数值模拟结果;风尘 地貌数值模拟以及防沙治沙工程,沙尘暴对无线电传输的影响。

3、课程名称与编码:小波理论及应用(026312003) 学分/学时:3 学分/54 学时

教学方式:讲授; 考试方式:笔试

适用专业:固体力学、工程力学 课程内容:主要介绍小波分析基本理论及其发展概况,包括多 分辨分析,尺度函数、小波函数的基本性质和构造方法,基于 小波的分解与重构理论等;介绍小波的基本应用,包括数据、 信号分析,以及在线性、非线性常微分、偏微分方程数值计算 中的应用。

4、课程名称与编码:弹性稳定性理论(026312004) 学分/学时:3 学分/54 学时

教学方式:讲授; 考试方式:笔试 适用专业:固体力学、工程力学 课程内容:主要介绍力学系统稳定性的基本概念、提法和判据;

弹性系统稳定性的线性理论,弹性动力稳定性的不稳定性区域 的确定;梁、板、壳结构弹性稳定性的基本特征;大范围非线 性问题的数值方法,非线性分叉及动力稳定性区域的数值追踪 方法等。

5、课程名称与编码:非线性动力学(026312005) 学分/学时:3 学分/54 学时

教学方式:讲授; 考试方式:笔试 适用专业:固体力学、工程力学 课程内容:系统介绍非线性动力学的相关基础知识和理论,包 括非线性动力学研究的数值方法、混沌动力学数值特征、分岔

的基本概念等内容;介绍在自然科学和工程领域中的一些重要 分叉、混沌问题。

6、课程名称与编码:计算流体力学(026312006) 学分/学时:3 学分/54 学时 教学方式:讲授、讨论; 考试方式:笔试 适用专业:固体力学、工程力学

课程内容:计算流体的形成与发展,流体的基本流动模式与分 类,湍流的基本概念与湍流模型。两种常用的流体计算方法(有 限差分法、有限体积法)的介绍和算法,以及流体计算中的网 格处理技术等。

(三)方向选修课

1、课程名称与编码: 耦合场理论与数值仿真(026502001) 学分/学时:3 学分/54 学时

教学方式:讲授、讨论; 考试方式:笔试 适用专业:固体力学、工程力学 课程内容:多场耦合问题的一般理论、特征以及数值仿真方法 介绍;与力学关联的一些典型的多场耦合问题,如热弹性耦合、

流-固耦合、磁弹性耦合、磁热弹性耦合、压电-结构耦合等 的基本概念、方程、耦合特征与求解方法。

2、课程名称与编码:多相流及其应用(026502002) 学分/学时:3 学分/54 学时 教学方式:讲授、讨论; 考试方式:笔试

适用专业:工程力学、固体力学

课程内容:多相流的基本概念、主要参数、基本研究方法;多 相流的基本方程及主要描述参数,颗粒、气泡动力学;多相流 在各种流动工况下的特性;多相流的数值模拟;新发展的多相 流专题。

3、课程名称与编码:复合材料与细观力学(026502003) 学分/学时:3 学分/54 学时

教学方式:讲授、讨论; 考试方式:笔试 适用专业:固体力学、工程力学 课程内容:复合材料的基本概念、分类及应用,各向异性弹性 力学基础;复合材料的宏观力学分析与方法,层合板结构的刚 度、强度分析以及弯曲和振动分析;复合材料的有效性质和均

匀化方法,复合材料的细观力学理论与夹杂理论等。

4、课程名称与编码:有限元软件及并行计算技术(026502004) 学分/学时:3 学分/54 学时

教学方式:讲授、讨论; 考试方式:笔试 适用专业:固体力学、工程力学 课程内容:有限元方法的形成与发展,有限元分析的基本概念

及流程,有限元方法在杆、梁和连续体中的应用。MPI(Message Passing Interface)编程工具和环境介绍,以及介绍如何通过 MPI 的高级特征来编写更复杂的、更具有通用性和移植性的并 行程序。

5、课程名称与编码:颗粒软物质与计算仿真(026502005)

学分/学时:3 学分/54 学时 教学方式:讲授; 考试方式:笔试 适用专业:工程力学

课程内容:颗粒物质的基本静、动力学现象及相应的基本分析 方法;球形颗粒间的接触力模型;基于软球模型的离散动力学 方法;密集颗粒流及相应的多尺度结构;颗粒物质中的类固-

液相变现象及非平衡统计力学方法。

6、课程名称与编码:电磁场数值分析(026502006) 学分/学时:3 学分/54 学时

教学方式:讲授; 考试方式:笔试 适用专业:固体力学、工程力学 课程内容:主要介绍电磁场数值分析的基本原理和方法计算,

电磁学最近发展的一些成果;电磁场问题求解的主要数值方法

(包括有限元法、有限体积法、无网格法和时域有限差分法); 一些电磁场与电路系统和机械运动的耦合问题与理论;工程电 磁场逆问题标量和矢量优化算法等。

7、课程名称与编码:结构非线性分析(026502007) 学分/学时:3 学分/54 学时

教学方式:讲授; 考试方式:笔试 适用专业:固体力学、工程力学 课程内容:主要讲授结构非线性力学的基本理论与基本分析方 法。主要内容涵盖材料本构关系、非线性变分原理、结构弹塑

性行为、结构大变形问题、结构双重非线性问题、结构的非线 性稳定分析、结构的非线性动力学问题及其相关的求解方法和 工程应用。

8、课程名称与编码:超导结构的物理与力学基础(026502008) 学分/学时:3 学分/54 学时

教学方式:讲授; 考试方式:笔试 适用专业:固体力学、工程力学

课程内容:超导的基本物理特性介绍,超导的 London 理论和 Ginzburg-Landau 理论;高温超导材料的基本特性与磁通模型, 超导材料的力学稳定性问题,超导电流损耗、失超和失超传播 等。

(四)专业外语 1、课程名称与编码:专业英语(026402001)

学分/学时:1 学分/36 学时 教学方式:讲授、讨论; 考试方式:笔试 适用专业:固体力学、工程力学

课程内容:专业英语和科技英语的特点,力学专业英语的外文

文献阅读;结合一些专业英语文章和文献进行分析、比较与学 习,熟悉与力学关联的科技论文的写作等。

课程具体内容及参考文献等详见附录 2:“课程简介及大纲”

七、毕业及学位论文

1、硕士研究生学位论文要求能够体现研究生掌握本学科基

础理论知识及运用所学知识解决一定的科学问题,对所研究的课 题应当有新的见解,具有从事科学研究工作的能力。学位论文撰 写必须严格遵守《兰州大学研究生学术道德规范(试行)》要求, 坚持实事求是的科学态度,崇尚严谨求实的学风,恪守学术道德, 维护科学诚信。论文格式依照《兰州大学研究生学位论文写作规 范》要求。

2、硕士研究生完成培养计划规定的课程学习及必修环节, 完成毕业论文准予毕业;

3、硕士学位论文至少由 2 位副教授(或相当专业技术职务 者,下同)以上专业技术职务的专家评阅,其中本专业具有硕士 学位授予权的外单位专家不少于 1 位;同等学力申请硕士学位人

员学位论文至少由 3 位本专业具有硕士学位授予权的外单位(兰 州大学和申请人所在单位以外)副教授以上专业技术职务的专家 评阅。

4、硕士学位论文答辩委员会由 5 位具有副教授以上专业技 术职务的专家组成,其中必须有外单位专家。

5、完成学位论文,达到学位论文要求并通过答辩,且达到

《兰州大学各学科研究生在学期间完成可以成果的基本要求》, 可以授予硕士学位。

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