讲座

美国科罗拉多博尔德大学航天工程与科学系Hussein教授访问宇航学院并作报告

供稿：程文，摄影：李宜文，胡洲， 审核：朱睿

　　 2019年12月27日，应宇航学院胡更开教授邀请，美国科罗拉多博尔德大学（University of Colorado Boulder）航天工程与科学系Mahmoud I. Hussein教授来宇航学院进行学术访问与交流，并做了题为《Dissipation engineering in metamaterials by localized structural dynamics》的学术报告。

　　 报告中，Hussein教授从动力学阻尼角度研究局域谐振型弹性波超材料，同时介绍了如何通过能带结构和频散曲线刻画隐藏微结构的阻尼效应。

Hussein教授在做报告

　　 Hussein教授的报告讲解生动有趣，将科学研究与工程需求相互结合，让同学在提升自身学术研究水平的同时，拓宽了研究视野并了解学科前沿方面。报告结束后，Hussein教授与参会老师和同学们一起合影留念。

Hussein教授在作报告

　　 Hussein教授与参会师生合影留念 这次访问加深了北京理工大学宇航学院与科罗拉多大学航天工程与科学系之间的学术联系，并为双方今后在超材料前沿领域与工程应用方面的合作奠定了基础。相信在未来的科研过程中，双方的合作交流会更加地广泛与深入。  

Hussein教授与参会师生合影留念

简介

　　 Mahmoud I. Hussein 是科罗拉多博尔德大学航天工程与科学系教授，并分别在应用数学系与工程和应用科学学院担任兼职教授和Pre-Engineering项目主任。Hussein教授的主要研究领域为材料和结构的动力学特性，尤其在声子晶体和局域谐振超材料方面成就显著。Hussein教授在2011年获得了DARPA Young Faculty奖，并在2013年获得了NSF CAREER奖，同时在2017年获得了科罗拉多博尔德大学Provost’s Faculty Achievement奖。Hussein教授与他人合编出版了《Dynamics of Lattice Materials》，同时也是ASME Fellow 以及 《Journal of Vibration and Acoustics》的副主编。此外，Hussein教授还是国际声子协会（International Phononics Society）的创始副会长，并共同创立了“Phononics 20xx”系列会议，该系列会议是国际公认的声子晶体领域顶级会议。

天津大学陈焱教授做客北理工宇航学院作学术报告

供稿：刘宜佳   摄影：赵伟佳   编辑：朱睿

　　 2019年11月1日，应宇航学院胡更开院长和朱睿教授邀请，天津大学陈焱教授来我院开展学术交流，在宇航楼310会议室作题为“折纸超材料的设计与分析”的学术报告。胡海岩院士以及众多宇航学院师生聆听了报告，朱睿教授主持了报告会。

图1：进行报告的陈焱教授

　　 本次报告中，陈焱教授以她多年的研究成果和科研经验为背景，着重介绍了基于刚性折纸的超材料设计与分析方法。报告首先从机构运动学角度进行折痕的分布设计，并对折纸折叠过程进行运动学分析。然后，通过折叠变形机理与折纸机械性能研究，设计出可以调控和编程的新型折纸超材料。

　　 陈焱教授研究的折纸型超材料/超结构在新材料以及智能结构领域表现出巨大的发展潜力，相关的理论体系与设计方法在航天、机器人等领域也具有重要的应用价值。

图2：报告会上进行交流的师生

　　 报告会上，陈焱教授细致的讲解与精彩的研究工作让与会师生产生了浓厚兴趣。报告结束后，陈焱教授与参会师生们进行了深入的讨论交流。会后，陈焱教授参观了宇航学院波动力学等多个实验室，就实验室正在开展的研究课题进行了探讨，并提出很多宝贵建议。

陈焱教授简介:

陈焱教授，英国牛津大学博士，英国机械工程学会“会士”。 2005-2012年在新加坡南洋理工大学任Assistant Professor。2012 年入选中组部海外高层次人才计划，到天津大学任教授。先后获得国家基金委“杰出青年基金”，“万人计划”中青年科技创新领军人才。科研工作集中在“可动结构”这一涉及机构学、力学和结构工程等学科的交叉研究领域。发表SCI期刊论文50余篇，其中一篇关于“厚板折纸”论文发表在顶级期刊SCIENCE；著有英文专著2部

Prof. Julian Rimoli应邀来访，并做题为“Discontinuous compression structures: From tensegrity planetary landers to lightweight metamaterials”的学术报告

Abstract：

The term tensegrity, derived trom tensional integrity, refers to a ccrtain class of structural systems composed of bars and strings. Through adequate pre-stressing of their string members, tensegrity structures generally become mechanically stable. Traditional approaches for modeling their behavior assume that (i)bars are perfectly rigid. (ii)cables are linear elastic, and (iii) bars experience pure compression and strings pure tension. In addition, a common design constraint is to assume that the structure would fail whenever any ot its bars reaches the corresponding Euler buckling load. In reality, these assumptions tend to break down in the presence of dynamic events. In the first part of this talk. we will introduce a physics-based reduced-order model to study aspects related to the dynamic and nonlinear response of tensegrity bascd planetary landers. We will then adopt our model to show how, under dynamic events, buckling of individual members of a tensegrity structure does not necessarily imply structural failure. thus signilicantly expanding the design space for such vehicles. In the second part of this talk, we will show how lessons learned from our tensegrity planetary lander can be translated into to the development novel metamaterials. We will introduce the first known class-two 3D tensegrity metamaterial. and show that this new topology exhibits unprecedented static and dynamic mechanical properties.



新加坡南洋理工大学陈剑博士应邀来访，并作题为“深亚波长尺度的声学超表面透镜”学术报告

声学超表面是一种具有亚波长厚度的紧凑型器件，能够实现对入射声波的波前调控，可以应用在声聚焦、全息成像、非对称声传输以及完美吸声等领域。

陈剑博士等人设计了一种由深亚波长尺度的狭缝结构排列组成的声学超表面透镜。这种声学超表面的厚度以及结构单元之间的间距均达到深亚波长尺度，其结构简单，易于加工和集成，并且能够同时实现对远场和近场声波的调控。
这一新型超表面利用深亚波长尺度的等距排列的狭缝结构，实现了对远场和近场声波的聚焦，结构简单，易于集成。 在考虑深亚波长尺度下结构单元之间的相互耦合的基础上，建立了半解析模型来计算声超表面的透射声场，从而可以根据目标需求来优化结构参数的设计。基于此模型，研究人员设计了两种结构分别实现了远场和近场的声聚焦，并且在近场条件上，通过倏逝波的收集，实现了突破衍射极限的超分辨声聚焦。相关研究成果发表在近期的《Nature Communications》上。

相关报导详见《 声振之家 》

Jian Chen, Jing Xiao, Danylo Lisevych, Amir Shakouri & Zheng Fan，Deep-subwavelength control of acoustic waves in an ultra-compact metasurface lens，Nature Communications volume 9, Article number: 4920 (2018)

南京大学物理学院梁彬教授应邀来访，并作题为“声学超构表面对声波的新奇操控及其应用”学术报告

声学超构表面可通过亚波长声学单元结构来控制声场的相位及强度等分布。因此，声学超构表面可有效调控声波的传播特性，实现诸如聚焦、负折射、隐身地毯等功能，同时避免了体块超构材料内部传播的巨大损耗，具有重要的应用前景。此外，声学超构表面的厚度仅在亚波长量级，具有优异的声学集成功能。报告将集中讨论亚波长声学单元的构建、声学超构表面的集成及其在声场调控等方面的机理、新奇操控方式及其应用。

报告人简介：

梁彬，男，1980年8月生，2002与2007年分别获得南京大学学士与博士学位，现为南京大学物理学院声科学与工程系教授，博士生导师。

主要在基于声人工材料的声波调控研究这一前沿领域中开展科学研究，并在声单向传播、声波阵面调控及角动量操控等重要方向上取得突破。已发表学术论文70余篇，其中作为第一作者或第一通信作者发表Nature Materials 1 篇、Physical Review X 1篇、Physical Review Letters 3篇及Applied Physics Letters 20余篇。研究成果多次受到国际物理学界及声学界广泛关注，得到 Nature、Scientific American及Physical Review Focus等著名学术机构的专文报道，其中“声二极管”相关研究成果被评价为对于声学领域有望产生电子二极管般的重要意义，并被Scientific American制成著名的“60s Science”节目。参与编写学术专著2部，申请发明专利10项，已获授权3项（其中美国专利2项）。

先后主持国家优秀青年基金项目一项、自然科学基金面上项目两项、教育部高等学校博士学科点基金项目一项，并作为学术骨干参与国家重大仪器专项资金资助项目、国家“973计划”重大研究项目等多项重大科研项目。

先后受邀在国外重要学术会议上及国外大学做邀请报告十余次，担任Scientific Reports杂志编委及Scientific Reports、Applied Physics Letters、Journal of Acoustical Society of America等国内外高水平学术期刊审稿人。
2016年作为第二完成人获得教育部自然科学奖一等奖。
2008年获南京大学优秀博士论文奖、中国声学学会青年学术会议优秀论文奖，2009年评为南京大学骨干教师，2010年评为南京大学第三批中青年学术带头人，2012年入选首批国家优秀青年科学基金计划、获教育部新世纪优秀人才称号，2013年评为南京大学人工微结构与量子调控协同创新中心唐仲英特聘教授，2014年评为南京大学第二批登峰人才（B层次）。

宇航学院发射系赵瑞老师作题为“声学超表面抑制高超声速边界层转捩研究”的报告

2019年1月10日，宇航学院发射系赵瑞老师作题为“声学超表面抑制高超声速边界层转捩研究”的报告。

赵瑞个人简介：
北京理工大学宇航学院，讲师，中国力学学会会员。2008-2013年于北京航空航天大学国家计算流体力学实验室攻读博士学位，2017年在香港理工大学做访问学者。主要从事高超声速转捩与湍流、非定常流动、计算流体力学、气动噪声等方向的研究工作。曾参与国家973、“十二五”、“十三五”等多项重大项目，主持国家自然科学基金2项，参与民用航天项目2项。曾获得2011年度教育部博士研究生学术新人奖、第十五届全国计算流体力学会议优秀论文奖、《气体物理-理论与应用》杂志2012年度青年杰出论文奖、第18届全国激波会议优秀青年了论文奖。已发表论文30余篇，多篇被《International Journal of Heat and Mass Transfer》、《Aerospace and Science Technology》、《AIAA Journal》等顶级期刊收录，授权发明专利1项，编著《湍流与转捩数值模拟方法》一部。

香港理工大学机械工程系副研究员刘拓博士作题为“无源声学宇称时间对称超构材料晶体”的报告

2018年12月28日，香港理工大学机械工程系副研究员刘拓博士作题为“无源声学宇称时间对称超构材料晶体”的报告。

报告简介：
经典波系统为宇称时间(PT)对称性这一源自非厄米量子力学的概念提供了蓬勃发展的沃土。大量相关研究不仅揭示了丰富的物理内涵，也展现了一系列的新奇现象和潜在应用，例如相干完美吸收/激射，单向透明/无反射，单模/涡旋激光等等。然而，对声学PT对称系统的探索目前还较为有限。其中最主要的制约来自于天然声学增益材料的缺乏。而无需增益的无源PT对称系统正是在特定应用场景下克服这一问题的可行方案。鉴于此，本报告将介绍如何设计波导内的人工超构材料来构造无源声学PT对称超构材料晶体，并在此基础上展示对称性自发破缺形成的单向波矢，以及与之相关联的单向无反射共振现象。
个人简介：
刘拓，博士，香港理工大学机械工程系副研究员（Research Associate）。2010年获得南京大学声学学士学位。2013年获得中国石油大学（北京）物理学硕士学位。2018年毕业于香港理工大学机械工程系获得博士学位。攻读博士期间曾赴美国科罗拉多大学博尔德分校进行交流访学。现主要从事声学超构材料/表面，非厄米声学以及高超声速边界层控制等方向的研究。