书城传记中国航空工业人物传·专家篇
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第9章 胡海岩 力学专家

胡海岩(1956.10—),上海人,力学专家,中国科学院院士。1978年考入山东工业大学(现山东大学),1982年获工程力学专业理学学士,1985年获该校固体力学专业工学硕士;1988年获南京航空学院固体力学专业工学博士,此后留校任讲师、副教授、教授。1992—1994年任德国斯图加特大学洪堡基金研究员,1996—1997年任美国杜克大学客座教授。1998年任南京航空航天大学副校长,2001年任校长。2007年任北京理工大学校长。胡海岩是国际理论与应用力学联合会(IUTAM)理事,中国力学学会理事长,国家自然科学基金委员会力学学科评审组组长,国家杰出青年科学基金评审委员会委员,国家自然科学奖评审委员会委员、工程技术评审组组长,国防科学技术奖评审委员会委员,解放军总装备部科技委员会委员,教育部科技委员会委员等。曾获得2005年获度国家科学技术进步奖二等奖,2006年度国家自然科学奖二等奖。2007年当选中国科学院院士,2010年10月当选发展中国家科学院(TWAS)院士。

胡海岩在“文化大革命”中完成了小学和中学教育,高中毕业后当了工人。1977年恢复高考后,他考入山东工业大学(现山东大学)数学/力学专业,1982年以总分第一名成绩成为该校固体力学学科当年招收的唯一一名研究生,师从程德林教授,从事机械振动研究。1985年3月,他考取南京航空学院(现南京航空航天大学)固体力学专业博士生,师从著名力学家张阿舟教授,研究结构动力学,并以优异成绩通过博士学位论文答辩,获工学博士,并留校任教。

从教之后,胡海岩立即投入到紧张工作之中。除了讲授《结构振动》并协助张阿舟教授编写教材,他还参与了无人机、教练机、武装直升机等型号工程研究,尤其是振动试验研究。这段经历使他学会从工程中发现和提炼科学问题。他根据参与导弹稳瞄系统隔振技术攻关的体会,提炼出分段光滑机械系统动力学这一研究命题,并以此获得德国洪堡基金会资助。1992年5月,他赴德国斯图加特(Stuttgart)大学力学研究所,与国际理论与应用力学联合会(IUTAM)主席WernerSchiehlen教授开展合作。在德国从事研究的两年中,他深入研究非光滑力学因素对系统动力学行为的影响,尤其是擦边碰撞振动引起的突发性分岔及混沌,成果丰硕。他多次应邀到德国、英国的大学讲学,并在第一届欧洲非线性振动大会上成为唯一担任分会场主席的亚洲人。此时,胡海岩已成长为理论联系实际、具有国际学术视野的优秀青年学者。

1994年3月,胡海岩回到南京航空航天大学,被聘任为固体力学教授、博士生导师。他相继获得国家自然科学基金、国家教委“跨世纪优秀人才计划”、国家杰出青年科学基金的资助,在老教授的支持下组建起学术团队,形成了非线性动力学与控制研究方向。该方向后来发展成为南京航空航天大学力学学科的主干研究方向,促使力学学科成为一级国家重点学科,并建立起飞行器结构力学与控制教育部重点实验室。

20多年来,胡海岩主要以航空航天科技为背景,从事相关的动力学与控制的教学与研究。在教育教学中,他崇尚科学,治学严谨,始终坚持工作在教学一线。他编著的教材《非线性动力学》、《机械振动与冲击》被全国高校广泛使用,被他人引用580余次;编著的《机械振动基础》被国防科学技术工业委员会评选为“十五”期间5部优秀教材之一。他培养了20名博士、8名硕士,其中1人获国家杰出青年科学基金,2人获全国优秀博士学位论文、5人获江苏省优秀博士学位论文,成才比例非常高。在科学研究中,他倡导理论、计算和试验相结合的研究风格,在非线性动力学与控制方面做出了重要贡献,提升了我国在该领域的国际地位。

胡海岩对振动控制系统的非线性动力学进行了深入研究。他对振动控制系统从控制力作用机理上进行分类,提出理论、计算和试验相互融合的非线性动力学研究思路,领导团队从非线性动力学理论与试验建模、稳定性与分岔分析、控制器设计和试验验证等方面进行系统研究,揭示了反馈时滞、弹性约束、迟滞阻尼这3种因素对振动控制系统动力学行为的影响规律,提出了若干新的控制策略,并应用于柔性结构振动控制、惯导平台振动控制、车辆主动底盘等工程问题的动力学分析和控制设计。其研究成果总结为在德国出版的专著和70余篇期刊论文上,被他人引用1430余次,被美国控制专家评价为“提出了令人耳目一新的、系统的分析方法”,被匈牙利科学院院士G.Stepan、波兰科学院D.V.Nguyen教授等力学家作为原始性文献多次引用。该研究成果获2006年度国家自然科学奖二等奖。

胡海岩对弹性系统碰撞振动及其控制进行了深入研究。他领导团队在国际上率先开展两弹性体间具有摩擦的斜碰撞振动计算和试验研究,提出了两弹性体碰撞周期振动的半解析计算方法和稳定性分析方法,提出了多弹性体碰撞周期振动的高效数值计算方法,提出了碰撞振动在隔振系统中的非线性动力学设计方法。该研究发展了碰撞振动理论,推动了非线性隔振技术发展。其研究成果总结为专著《碰撞振动与控制》和40余篇期刊论文。论著被他人引用640余次,被国际理论与应用力学联合会秘书长、荷兰力学家D.H.vanCampen教授,美国力学家L.N.Virgin教授等多次引用,被陆启韶教授在《力学进展》上评价为“对碰撞振动研究的重要贡献”,在《振动工程学报》上评价为“有启发作用”。提出的碰撞隔振系统设计方法被用于武装直升机导弹稳瞄系统的隔振技术攻关,使导弹靶试命中率成倍提高。该研究成果获2005年度国家科学技术进步奖二等奖。

近年来,胡海岩领导团队致力于研究航空工程、海洋工程、纳米技术等领域的复杂耦合动力学系统。以飞行器大机动飞行为背景,研究了同时经历大范围刚体运动和振动激励的柔性结构动力学,在内共振和非内共振条件下获得主共振、亚/超谐共振、组合共振的近似解,发现了其分岔规律。以铺设海底光缆过程为背景,获得流体激励下行进柔性缆索的振动近似解,发现了流速、缆索行进速度等因素对系统稳定性和振动的影响规律。对于纳米碳管,建立了由非局部弹性本构关系描述的力学模型,准确预示了分子动力学模拟中出现的横波、纵波频散现象,发现了纳尺度微结构对波传播的影响规律。这些研究正引起学术界广泛关注,其中关于纳米碳管波的频散研究已被他人引用上百次。

由于在动力学与控制领域的突出贡献,胡海岩于2007年11月当选为中国科学院院士,2010年10月当选为发展中国家科学院院士,是该院在动力学与控制领域的第一位院士。此外,他担任国际理论与应用力学联合会(IUTAM)理事,中国力学学会理事长,中国航空学会副理事长,中国兵工学会副理事长,科学出版社《非线性力学丛书》主编,《ActaMechanicaSinica》等3种期刊的副主编,国家自然科学基金委员会力学学科评审组组长,国家杰出青年科学基金评审委员会委员,国家自然科学奖评审委员会委员、工程技术评审组组长,国防科学技术奖评审委员会委员,中国人民解放军总装备部(简称总装备部)科技委员会委员,教育部科技委员会委员等。

胡海岩既是一位著名学者,还是一位大学校长。2001年5月,尚不满45岁的胡海岩出任南京航空航天大学校长。任校长期间,他确定了“智周万物,道济天下”的校训,引导培养师生崇尚科学、报效祖国;提出以“大楼,大师,大气”为建设重点,注重处理好近期与长远、规模与内涵、工科与文理科、教学与科研、硬件与软件5个关系。在他的任期中,学校的综合实力不断攀升,人才培养和科学研究水平显著提高,学校进入研究型大学行列。2007年8月,胡海岩调任北京理工大学校长。他提出了系统论观点下的大学建设理念,即围绕大学建设这一复杂大系统,确定一套发展思路:“解放思想、精心规划、激情进取、科学发展”;保持两种工作态度:“树立忧患意识,细节决定成败”;应对三大挑战:“高等教育改革、新军事变革、国家工业化和信息化”;完成四项重点任务:“加强内涵建设,提高产出与投入之比;坚持理工并重、交叉融合的发展道路,打造新的国防科技特色;培养特色鲜明、创新卓越的领军人才;产出服务于工业化、信息化和国防现代化的高水平成果”。几年来,学校办学水平显著提升,获得国家和社会高度评价。

胡海岩2007年当选为中国科学院院士。