评审组:基础研究组
项目名称:功能材料多物理场耦合机制与调控方法研究
提名单位: 陕西省教育厅
提名等级:二等奖
提名单位意见: 本单位认真审阅了《功能材料多物理场耦合机制与调控方法研究》提名书及相关证明材料。该项目面向功能材料在力-电-磁-光多物理场耦合作用下的关键科学问题,并围绕功能材料多尺度界面物理力学性能及其调控开展了系统研究。该项目发展了基于Λ进程的磁光动力学理论模型,揭示了应变等外场调控低维磁性体系超快自旋行为的机制;建立了力-电-磁耦合条件下部分滑移和黏附接触模型,将经典JKR、M-D模型拓展至磁电弹性框架;提出一种增强型等几何配置方法及自适应技术,提高了非均匀网格和多块域问题的计算精度与稳定性;通过第一性原理计算和分子动力学模拟,揭示了预置缺陷影响Ni/Ni3Al界面失配能、位错竞争及塑性变形的微观机制。 上述成果覆盖低维材料体系、界面与连续体等不同尺度,形成了相互支撑的系列科学发现,具有显著的原创性和科学价值,丰富了多物理场耦合力学、界面调控与复杂问题求解的理论和方法,为低维自旋器件、多铁性材料及高性能界面合金设计提供了科学依据,对物理力学、计算材料学及相关交叉学科发展具有积极推动作用。项目发表相关论文40余篇,被国内外30余所科研机构多次正面引用及评价,展现了广泛的学术影响力和良好的同行认可度。 提名该项目为陕西省自然科学奖 二 等奖。
项目简介:

客观评价:

代表性论文专著目录:

主要完成人情况:
  1. 姓名:李春
    排名:1
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目主要学术贡献:全面负责项目总体思路、研究方案制定与成果归纳。在科学发现点一中,与第2完成人合作发展力-磁-光耦合动力学理论模型,本人独立提出应变调控自旋动力学新机制,并基于态叠加原理设计量子逻辑门【代表性论文1、附件17-(1), (2)】;在科学发现点二中,与第3完成人合作建立力-电-磁耦合黏附与部分滑移接触模型,本人主要推导封闭解析解并揭示电磁载荷调控规律【代表性论文2、3】;在科学发现点三中,与第4完成人合作开发增强型等几何分析软件,本人提出算法核心思路并参与验证【附件17-(3)】;在科学发现点四中,与第5完成人和第6完成人合作,独立设计分子动力学模拟方案并阐释位错竞争机制【代表性论文5】。
  2. 姓名:张少斌
    排名:2
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目主要学术贡献:在科学发现点1中,基于Λ进程理论模型,发展了适用于研究分子磁体的基态/激发态分析方法, 通过构建多电子体哈密顿量并结合含时微扰理论,研究了分子磁体中的超快磁光动力学行为。与第1完成人共同完成【代表性论文专著1(附件1)】,独立于第1完成人的具体贡献为完成了内嵌富勒烯中的超快磁光动力学行为计算实施、分析与成果归纳。
  3. 姓名:吴法
    排名:3
    行政职务:副主任
    技术职称:副教授
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目主要学术贡献:在科学发现点二中,针对多场耦合材料,揭示了电/磁载荷调控接触力学行为的新机制:通过建立摩擦和黏附接触模型,明确了电/磁外场既能主动调节应力分布、又可消除有害应力集中,且存在最优加载窗口。同时,通过求解不同压头形状下的封闭解析解,构建了“几何参数-电/磁载荷-剪切载荷”三维调控空间,为可逆黏附界面的精准设计奠定了理论基础。与第1完成人共同完成【代表性论文专著2和3(附件2、3)】。
  4. 姓名:贾悦
    排名:4
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目主要学术贡献:与第1完成人共同开展科学发现点三相关研究。本人主要负责等几何分析方法、算法实现及计算软件研究,参与发展基于PHT样条的增强型等几何配点方法,研究高阶单元、局部细分和多片结构计算问题【代表性论文4(附件4)】,并完成了相关程序开发与数值验证,形成软件著作权【附件17-(3)】。此外,与第1完成人合作开展功能梯度材料断裂数值研究,将单场变分损伤模型用于功能梯度材料裂纹扩展分析,完成模型实现、算例计算及结果分析。上述工作构成本人在本项目数值方法与计算分析方面的主要贡献。
  5. 姓名:商晶
    排名:5
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:陕西科技大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目主要学术贡献:与第1完成人、第6完成人共同负责科学发现点四的研究工作。本人独立承担第一性原理计算,系统分析预置缺陷对Ni/Ni3Al界面电子结构和失配能的影响,揭示孔洞尺寸与屈服应力提升之间的定量关联;独立建立边缘位错与Shockley部分位错的竞争理论模型,阐明位错交互作用对塑性变形路径的调控机制【代表性论文5(附件5)】。同时参与了分子动力学模拟结果的理论解释,并与合作者共同归纳成果。上述贡献为科学发现点四的核心理论部分。
  6. 姓名:杨帆
    排名:6
    行政职务:无
    技术职称:讲师
    工作单位:西安工程大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目主要学术贡献:与第1完成人、第5完成人共同负责科学发现点四的研究工作。本人独立承担分子动力学模拟的全部计算任务,系统研究不同尺寸孔洞在多种温度条件下的拉伸变形行为,揭示应力-应变曲线及杨氏模量随温度变化的显著规律;独立分析滑移带传播和堆垛层错形成的微观演化过程,明确塑性变形的阶段特征【代表性论文5(附件5)】。同时参与理论模型的验证,并与合作者共同撰写论文。上述贡献为科学发现点四的核心模拟验证部分。
主要完成单位:
  1. 单位名称:西北工业大学
    单位贡献:西北工业大学作为本成果主要完成单位,全面负责了本项目的开展与完成过程的管理与支持。成果完成人所属西北工业大学力学学科是学校重点建设的“双一流”学科,学科点瞄准国际学科前沿,面向国家和地方重大需求,基础与应用研究并重,逐步形成了以国防建设需要为目标,航空航天新技术、新材料应用中的力学问题为对象的研究特色,在我国航空、航天、航海以及机械电子等领域做出了突出贡献。完成人所从事的微纳尺度物理力学方向的研究属于力学、物理与材料前沿交叉学科方向,正是学校和学院重点培育的新兴交叉学科方向之一。学校对成果的完成提供了良好的保障措施,对本成果研究所需的超算平台等仪器设备给予了配套支持与共享,依据完成人的研究方向需求提供了青年教师与研究生等人才支持,全校资源对完成人进行共享和开放,对本成果中的重要科学发现做出了重要支持与贡献。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处