1.推荐奖种国家自然科学奖

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1、1.推荐奖种：国家自然科学奖项目名称：复杂结构系统的高性能整体式构型设计理论与方法研究推荐单位：陕西省项目简介：本项目属于机械工程学科。高性能整体式构型设计是国际结构优化学术界、机械工程和航空航天领域的前沿挑战性课题，是突破传统优化设计理论体系、实现高端机械装备和复杂结构系统轻量化匹配承载的关键技术基础，其理论与方法研究具有重要的科学与工程应用价值。本项目自2000年起在长江学者奖励计划、国家杰出青年科学基金、面上项目、973课题、863项目等支持下开展了系统深入研究。主要成果如下：1、创立了复杂结构系统的高性能整体式构型设计模型。突破传统单一结构构型设计范畴，创新提出了结构构

2、型和组件位置混合参数联合优化的整体式设计模型，系统建立了消除任意形状组件动态干涉的有限包络圆逼近方法，使得高性能整体式构型设计成为现实。2、揭示了高性能整体式构型设计的多因素匹配规律。突破传统组件刚性简化假设，发现了组件刚度、几何特征对高性能构型设计的多因素影响机制，阐明了结构构型与组件位置的强耦合匹配设计规律，揭示了不同类型结构混合参数优化对提高性能的共性增益效果。3、阐明了设计相关性载荷工况与构型设计过程的动态耦合作用机制。首次构建了双参数和热应力系数同阶无穷小惩罚模型，实现了载荷工况与结构构型及其材料属性变化过程的有效匹配关联。被国外著名学者评价为挑战性问题（challe

3、nges）和“significantadvances”。4、建立了破解性能突变机制、抑制病态构型和关联尺寸效应的设计新方法。突破主动约束集恒定传统假设，建立了性能优化结果精确灵敏度分析的主动约束集刷新判据，被国外学者认为是最难问题之一，解决了包括病态拓扑构型抑制和均匀化理论存在的尺寸效应共性问题。本项目发表SCI论文120篇，出版著作一部。20篇主要论文含顶级期刊IJNME，CMAME等论文18篇，得到美、德、英等33个国家350余位学者含国际结构多学科优化协会主席Sigmund和Bendsøe、澳大利亚工程院院士Xie、韩国科学技术翰林院院士Kim等国内外8位院士、9位杰青/

4、长江的高度评价，他引533次、SCI他引225次。担任结构优化最具影响力国际期刊SMO编委，在著名国际学术会议作邀请报告40次，包括国际CJK-OSM、MPMS等1小时大会报告，成功主办系列多学科设计优化与应用国际会议，担任国际学术会议主席10次。四项成果被国内外知名机构和学者实际采用。本项目开拓出“组件结构整体式设计研究”的学科发展新方向，程耿东院士在AMS期刊的进展综述中评价“aninterestingresearchdirectionanddeservesfurtherexplorations”。获发明专利20项、软件著作权17项。解决了新型战机、一箭多星等国家重点型号中

5、的设计难题。获陕西省科学技术一、二等省部级奖四项，有力推动了我国机械工程及相关学科的发展，显著提升了学科的国际地位。主要知识产权目录：序号论文专著名称/刊名/作者影响因子年卷页码（xx年xx卷xx页）发表时间年月日通讯作者第一作者国内作者SCI他引次数他引总次数是否国内完成1Scale-relatedtopologyoptimizationofcellularmaterialsandstructures/InternationalJournalforNumericalMethodsinEngineering/ZhangW.H.andSunS.P.1.9612006,68(9):

6、993-10112006.4.27张卫红张卫红张卫红、孙士平2230是2Integratedlayoutdesignofmulti-componentsystem/InternationalJournalforNumericalMethodsinEngineering/ZhuJ.H.,ZhangW.H.andBeckersP.1.9612009,78(6):631-6512009.5.7张卫红朱继宏朱继宏、张卫红623是3Topologyoptimizationinvolvingthermo-elasticstressloads/StructuralandMultidiscip

7、linaryOptimization/GaoT.andZhangW.H.1.6962010,42(5):725-7382010.11.1张卫红高彤高彤张卫红1321是4Simultaneousdesignofcomponentslayoutandsupportingstructuresusingcoupledshapeandtopologyoptimizationtechnique/StructuralandMultidisciplinary1.6962008,36(1):29-412007