工程物理核心：結(jié)構(gòu)動力學(xué)的數(shù)值分析綜合研究

工程學(xué)/工程物理

項目背景

隨著大型機械、交通工具的發(fā)明創(chuàng)造，以及建筑、運載火箭、橋梁設(shè)計的不斷推陳出新，工程界日新月異的發(fā)展為工程設(shè)計提出了更高要求。結(jié)構(gòu)動力學(xué)作為固體力學(xué)的一個重要分支，主要研究動態(tài)荷載作用下的結(jié)構(gòu)動力表現(xiàn)，被廣泛的應(yīng)用于工程領(lǐng)域的各個學(xué)科，如：土木、機械、航天、能源、動力、交通中，成為了各項工程專業(yè)發(fā)展的基石。通過對結(jié)構(gòu)動力學(xué)的應(yīng)用，可以幫助工程師優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案、減少結(jié)構(gòu)投資，對工程建設(shè)具有重要意義。項目聚焦結(jié)構(gòu)動力學(xué)理論知識及數(shù)值分析在工程設(shè)計中的具體應(yīng)用,旨在幫助學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)力學(xué)數(shù)值分析與抗震設(shè)計和研究方法。

項目介紹

項目系統(tǒng)介紹了結(jié)構(gòu)動力學(xué)理論知識和分析方法，通過地震等具體實例，研究基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)性能與極端狀況下社會經(jīng)濟破壞程度之間的關(guān)系，以及結(jié)構(gòu)力學(xué)在具體工程建設(shè)中的重要意義。項目內(nèi)容涵蓋單自由度（SDOF）、多自由度（MDOF）系統(tǒng)的動態(tài)屬性（固有頻率，模式形狀等），運動方程式，粘性阻尼，響應(yīng)歷史和響應(yīng)譜分析等。學(xué)生將通過項目具備執(zhí)行SDOF系統(tǒng)響應(yīng)頻譜和響應(yīng)歷史分析的能力。在項目結(jié)束時，學(xué)生將使用MATLAB進行單自由度系統(tǒng)動態(tài)分析和響應(yīng)歷史分析，提交項目報告，進行成果展示。

個性化研究課題參考：

結(jié)構(gòu)動力力學(xué)可靠性測試研究

結(jié)構(gòu)動力學(xué)在航空運載火箭發(fā)動機研發(fā)中的應(yīng)用

基于性能的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計研究

適合人群

高中生/大學(xué)生

土木工程、機械工程、水利工程、給排水科學(xué)與工程、車輛工程、能源動力工程、材料科學(xué)與工程、冶金工程、航空航天工程、測控技術(shù)與儀器、機械設(shè)計制造及自動化、工業(yè)工程等專業(yè)感興趣的學(xué)生；學(xué)生需要具備微積分、微分方程、線性代數(shù)和物理知識。

導(dǎo)師介紹

加州大學(xué)洛杉磯分校講席終身教授

Henry導(dǎo)師現(xiàn)任加州大學(xué)洛杉磯分校土木與環(huán)境工程講席終身教授（Associate Professor and the Englekirk Presidential Chair），擁有斯坦福大學(xué)博士學(xué)位。Henry導(dǎo)師從業(yè)經(jīng)驗豐富。在美國結(jié)構(gòu)工程顧問公司Degenkolb工作的六年時間里，他參與了多個新建筑設(shè)計以及地震評估和現(xiàn)有建筑物改造項目。Henry導(dǎo)師目前主要研究建筑環(huán)境內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)性能間關(guān)系分析與建模研究。他是加利福尼亞州注冊結(jié)構(gòu)工程師，榮獲美國國家科學(xué)基金會（NSF）災(zāi)害研究學(xué)者新星獎金（Next Generation Disaster Researcher Scholarship）和美國國家科學(xué)基金會職業(yè)生涯獎（National Science Foundation Career Award），在國際權(quán)威雜志上發(fā)表論文60余篇。

任職學(xué)校

加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）始建于1919年，是一所擁有百年歷史的世界著名公立研究型大學(xué)，培養(yǎng)了14名諾貝爾獎獲得者，是美國“新常春藤”名校之一。UCLA在2019年U.S.News美國公立大學(xué)排名首位，2018年泰晤士高等教育THE世界最具聲望大學(xué)排名第９，工程研究位居世界大學(xué)前列。

項目大綱

單自由度結(jié)構(gòu)（SDOF）的運動方程和動力學(xué)性質(zhì) Equations of motion and dynamic properties of SDOF structures

多自由度結(jié)構(gòu)（MDOF）的運動方程和動力學(xué)性質(zhì) Equations of motion and dynamic properties of MDOF structures

諧波激勵響應(yīng) Response to harmonic excitations

極端事件（例如地震）響應(yīng) Response to arbitrary (e.g., earthquake) excitations

響應(yīng)譜分析 Response history and response spectrum analyses

項目回顧與成果展示 Program review and presentation

論文輔導(dǎo) Project deliverable tutoring

時間安排與收獲

7周在線小組科研學(xué)習(xí)+5周論文輔導(dǎo)學(xué)習(xí) 共125課時

學(xué)術(shù)報告

優(yōu)秀學(xué)員獲主導(dǎo)師Reference Letter

EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級別索引國際會議全文投遞與發(fā)表（可用于申請）

結(jié)業(yè)證書

成績單