Profile

【背景介绍】

 本课题组紧密围绕航空航天、国防、深海装备及高端精密制造等国家重大战略需求与前沿工业领域，长期深耕于计算固体力学、结构多学科优化及智能设计与制造的交叉前沿。

在科学研究方面，课题组专注于非均质材料与多孔结构的多尺度计算、宏微观一体化设计以及材料-结构-功能一体化构筑；同时，前瞻性地将人工智能、深度学习与数据驱动方法深度融入计算力学，借助 CPU/GPU 高性能并行计算，自主研发 CAD/CAE 一体化及行业定制化自主软件，构建了从微观力学机理、先进拓扑优化、工程仿真分析到增材制造（3D打印）的全链条研究体系。

课题组科研兼具深厚理论底蕴与硬核工程落地能力，致力于培养复合型高水平人才。热烈欢迎对计算力学感兴趣的相关专业的优秀学子报考加盟！

【研究方向】计算固体力学 、结构多学科优化、智能设计与制造

1. 非均质材料与结构的多尺度计算方法

2. 多尺度/多孔结构/宏微观结构一体化设计

3. 材料-结构-功能一体化设计方法

4. 机器学习/数据驱动/人工智能赋能的计算力学算法

5. 高性能CPU/GPU并行计算方法及应用

6. CAD/CAE一体化软件研发（几何建模->结构分析->优化设计->增材制造, 无缝衔接）

7. 行业定制化CAE/数字孪生软件开发

8. 工程结构仿真与分析

【主要科研项目】

主持国家自然科学基金项目6项、国家重点实验室开放基金项目2项、省部级目4项、中央高校科研项目1项，参与重点研发计划项目1项，参与完成国家自然科学基金项目3项。主持企业、科研院所横向项目若干项。

【研究领域举例】

1. 创新型结构优化设计

面向国家重大装备，以及民用领域如车辆、船舶、飞行器等零部件的轻量化、多功能化、创新型结构构型优化设计。

2. 超材料设计、材料结构一体化设计

基于数据驱动/机器学习/深度学习算法和逆均匀化计算方法，建立面向力学、光学、声学、电磁学等多学科交叉领域的超材料设计方法，以及多物理场作用下的宏微观结构一体化设计方法。

3. 多场耦合多尺度计算方法

针对多场耦合下非均质材料与结构力学行为问题，发展高精度高效率的多尺度计算方法。

4. 复合材料计算力学

针对连续/不连续纤维增强复合材料(热塑性复合材料、纤维混凝土等)的宏观等效力学性质，发展高精度的数值预测模型。

【教学方面】

本科生课程《弹性力学及有限元》、《计算力学》、《文献检索与科技写作》；

研究生课程《结构优化理论》、《高等复合材料力学》；

指导本科生毕业设计、大学生创新创业项目、班级导师等。

欢迎大三及以上的本科生加入课题组从事科创项目，欢迎报考课题组研究生！

Email: h.liu@whu.edu.cn

QQ: 343600721

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相关学习资料下载：

（1）子域水平集结构拓扑优化方法及其在功能梯度多孔结构中的应用（附相应的MATLAB程序）

论文（如无法下载全文可发邮件索取）：H. Liu, H. Zong, Y. Tian, Q. Ma, M. Y. Wang. A novel subdomain level set method for structural topology optimization and its application in graded cellular structure design, Structural and Multidisciplinary Optimization, 2019, 60: 2221-2247.

程序下载链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00158-019-02318-3#Sec25

（2）针对非均质（周期/非周期）材料与结构静力分析的多节点扩展多尺度有限元方法的基本原理、实施过程及相应的MATLAB程序

论文（如无法下载全文可发邮件索取）：H. Liu, D. Yang, J. Wu, Y. Zheng, H. Zhang. An open-source MATLAB implementation for elastic analysis of heterogeneous materials using the Extended Multiscale Finite Element Method. International Journal for Multiscale Computational Engineering, 2021, 19(6), 19-43.

程序下载链接：https://github.com/hliu-whu/EMsFEM

（3）平面三角形三节点单元MATLAB程序（供有限元方法的学习入门使用）

链接：https://pan.baidu.com/s/1UTlNhJID1fWRf6BoX4b1Jg 

提取码：3976

（4）平面四边形四节点等参元MATLAB程序（供有限元方法的学习入门使用）

链接：https://pan.baidu.com/s/13GcyCdnTFpllC43z3c57qQ 

提取码：xk65

Educational Experience

• [1]2008.9-2013.12

  大连理工大学  | Engineering Mechanics  | Doctoral degree | With Certificate of Graduation for Doctorate Study

• [2]2004.9-2008.6

  武汉大学  | Engineering Mechanics  | 学士 | Undergraduate (Bachelor’s degree)

Work Experience

• [1] 2024.12-Now
  

  武汉大学  | 土木建筑工程学院  | 教授
  

• [2] 2015.12-2024.11
  

  武汉大学  | 土木建筑工程学院  | 副教授
  

• [3] 2016.12-2018.12
  

  香港科技大学  | 机械与航空航天系  | 香江学者
  

• [4] 2014.6-2015.10
  

  加拿大西安大略大学  | 材料与机械工程系  | 博士后
  

• [5] 2014.1-2015.11
  

  武汉大学  | 土木建筑工程学院  | 讲师
  

Social Affiliations

• [1]

  湖北省力学学会理事、武汉市力学学会理事；
  

• [2]

  国际结构与多学科优化学会（ISSMO）会员；

• [3]

  计算力学和结构优化领域主流期刊审稿人：
      《Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering》
      《International Journal for Numerical Methods in Engineering》
      《Composite Structures》
      《Structural and Multidisciplinary Optimization》
      《Computers & Structures》
     《Advances in Engineering Software》
     《Frontiers of Mechanical Engineering》
     《Thin-Walled Structures》
      等；