2018年度陕西省科学技术奖一等奖

非线性动力学系统的保结构方法与结构优化

项目编号：S2018JLJS0662

主要完成单位：西北工业大学

主要完成人：邓子辰、胡伟鹏、刘涛、黄永安、张凯、张素英、周加喜、王艳、侯秀慧、徐晓建、王博

推荐单位：陕西省教育厅

项目简介

“复杂系统动力学建模、分析与控制”是国际理论与应用力学领域的前沿基础性方向。非线性是复杂动力学系统最重要的特征之一，而无限维、耗散、约束问题是其中最富有挑战性的难题。

本项目面向上述前沿方向，同时瞄准国家重大工程需求，针对无限维、耗散、约束的非线性动力学系统及结构优化问题，在国家自然科学基金等项目的持续资助下，经过20年的系统研究，提出了保结构的理论分析方法，取得了学术上的突破性进展。

核心学术思想：真实物理过程中的重要物理性质（特别是守恒性），都会在系统的数学描述中以特定的结构形式得到体现，而数值计算应尽可能多地保持住这种结构形式，以最大限度地追求数值解的真实性和计算过程的稳定性。

主要发现点：1、建立了高维/无限维系统的(多)辛降维理论，实现了高维系统的有效降维。2、探明了系统的耗散机理，构造了广义多辛方法，突破了耗散系统难以准确计算的瓶颈。3、提出了约束动力学系统的保约束方法，突破了传统数值方法在约束违约方面的局限性。4、发展了基于保结构思想的结构优化方法，解决了耗散约束系统的结构优化难题。

研究成果为空间太阳能电站姿态控制和脉冲爆震发动机设计等重大工程问题的解决提出了一定的理论基础。