科学报国正当时｜工程力学：工业软件突围的 “隐形基石”

来源：光明网2025-12-03 09:15

　　编者按：党的二十届三中全会强调，教育、科技、人才是中国式现代化的基础性、战略性支撑。实现高水平科技自立自强，归根结底要靠高水平创新人才。中国科协科普部联合光明网推出“科学报国正当时”栏目，解读高校科技类学科设置、人才培养模式，引导广大青少年把个人理想追求融入国家发展伟业，赓续科学报国传统，筑牢科技创新的根基和底座。#千万IP创科普

高中力学里的浮力、重力、摩擦力，这些咱们都学过。但是，连续介质力学、材料力学、结构力学、流体力学、固体力学，这些你听说过吗？要解决实际的工程应用难题，都离不开工程力学。本期《科学报国正当时》栏目，带你一探究竟。

“力学就是万金油，哪里需要哪里有。”北京大学力学与工程科学学院院长助理、研究员黎波介绍，不论是国防军工、航空航天、新能源汽车、土木工程，还是普通人关注的医疗健康、食品行业等，都涉及工程力学的知识。

科学报国正当时｜工程力学：工业软件突围的 “隐形基石”

工程力学也是工业软件在设计端的基石。目前我国研发设计类的工业软件的国产化率较低，然而工业软件却是工业设计的重要工具。以飞机的研发为例，90%以上的设计工作需要通过工业软件完成。工业软件的国产化替代迫切需要更多工程力学领域的专业人才。

科学报国正当时｜工程力学：工业软件突围的 “隐形基石”

工程力学是力学下的一个二级学科，是一门涉及力学、工程解决方法、计算数学以及计算机工程的交叉学科。黎波介绍，理论建模、计算科学以及工程的思维化是力学学科关注的关键。工程力学的学生不仅要掌握理论力学、材料力学、结构力学等“三大力学”课程，还要深入学习塑性力学、断裂力学、流体力学、振动力学等专业课程，更要具备扎实的数学功底和编程能力。

“虽然这个学科挑战性比较大，但肯定是今后整个世界或人类发展的一个大方向。”黎波表示，我国对科技创新的支持位居世界前列，为工程力学的发展提供了优渥的土壤，有助于科技成果转化到产业中去，提升新质生产力。

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北京大学力学与工程科学学院助理教授、研究员王圣凯是北京大学工学院的第一届学生，“燃烧”贯穿了他的学习和工作生涯。“我的工作简单来说就是烧锅炉，但是我们烧的锅炉可以烧到天上去。”当被问到“‘烧锅炉’与工程力学究竟有何关系”时，他答道，工程力学涵盖了计算流体力学和计算固体力学两个主要应用方向，燃烧等含反应流动和高温环境下的热结构分析，都属于其应用范畴。

以飞机的心脏——航空发动机为例，从结构承载到气道设计，再到燃烧释能，都离不开工程力学的基础原理。正是在力学的支撑下，发动机才能在高温高压下稳定运行，为飞行提供持续可靠的动力。

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“让火苗稳定地在航空发动机的燃烧室里燃烧是一件比较困难的事情，这里面有很多的科学和工程的问题需要解决。”王圣凯及其团队所做的事情之一就是分析燃烧这一化学反应的具体动力学问题，例如以什么样的速率释放热量；其二是火焰动力学的问题，即火焰在极端环境下是怎样传播的；其三是探究燃烧的极限，即在最极端的工况下如何稳定地组织燃烧。

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