力航 | 刘湃副教授团队

【导师简介】

刘湃 副教授 航空航天系副主任

刘湃，本、硕、博毕业于大连理工大学，副教授、博士生导师，航空航天系副主任。入选大连市高层次人才（高端人才）。

近年来以面向空天飞行器承载结构设计问题，在结构轻量化拓扑优化设计、特定功能超材料微结构构型优化设计等方面开展研究，在计算力学Top1期刊CMAME (IF=6.588)、增材制造知名期刊Additive manufacturing (IF=11.632)、材料设计权威期刊Materials & Design (IF=9.417)等发表SCI论文20余篇，SCI他引400余次（Google Scholar引用900余次），成果获包括多国院士（拓扑优化领军人物丹麦皇家院士O. Sigmund、拓扑优化先驱/澳大利亚院士G. Steven、中国科学院院士张卫红、澳大利亚院士Y.M. Xie）在内的国内外同行正面引用和评价，方法被直接扩展应用。

面向空天应用背景，在高强度多材料承载结构优化设计方面取得创新性成果，获国际结构与多学科优化学会颁发ISSMO/Springer Prize（ISSMO为结构优化领域顶级学会，学会每两年在全球范围遴选1-2名青年学者，本人为2017年度全球唯一获奖人），并获2020年度教育部自然科学一等奖（5/5）。此外，还获钱令希力学奖（青年教师）、大连理工大学青年教师讲课竞赛奖、大连理工大学优秀博士论文等荣誉。

       主持国家自然科学青年、面上基金，中国博士后科学基金面上资助，航空航天院所及企业委托课题多项，能够为学生提供充分接触空天工程实际的机会。

【科研展示】

1. 考虑界面内聚力失效的多材料/多组件结构承载性能拓扑优化方法

面向多材料结构优化设计，考虑连接界面张开对承载性能的危害，发展关心界面完整性的拓扑优化模型和求解方法。方法对广泛采用复材、金属等含界面多材料空天承载结构设计具有指导意义，支撑运载火箭、航空发动机关键承载部件的轻质、高强设计。 

图1 考虑界面内聚力失效的多材料结构设计方法

图2 考虑连接界面强度性能的多材料承载结构拓扑优化 (a) 不同界面承载性能对应最优拓扑设计 (b) 最优拓扑界面强度校核验证

2. 超材料/空间可变胞元超结构设计方法

提出了复杂胞元构型的非梯度优化方法及含空间可变胞元的多尺度结构优化方法，获得力学性能逼近理论极限的胞元设计，并显著增强超结构设计的可制造性。面向未来空天飞行器设计，提供轻质多功能超材料设计技术支撑。

图3 极限性能力学超材料设计

图4 所提出的非均质点阵设计方法显著增强优化构型的可制造性

【培养特色】

2025年度团队研究生8人，含硕士研究生6人，博士研究生2人。团队氛围融洽，科研与工程实践并重，定期开展一对一或小组科研讨论，为学生提供适宜的科研环境。

【育人成果】

指导研究生获多项奖励及荣誉，包括：

• 硕士研究生孙肇优获辽宁省优秀硕士毕业论文（2023届）、辽宁省优秀硕士毕业生（2023届）、国家奖学金（2022年）等荣誉和奖励；

• 硕士研究生吴伟达获辽宁省优秀硕士毕业生（2024届）、大连理工大学优秀硕士学位论文（2024届）、大连理工大学优秀研究生等荣誉；

• 博士研究生闫毅获国家奖学金（2023年）奖励。

【招生事项】

招生类型

硕士推免生（学术学位/专业学位）

硕士统考生（学术学位/专业学位）

直博生（学术学位/专业学位）

硕博连读（学术学位/专业学位）

申请考核制博士生（学术学位/专业学位）

招生专业

招生科研方向

以飞行器结构设计为背景，开展承载结构/构件的强度及多物理（如防隔热、振动等）性能优化设计、新型超材料微结构创新构型设计、基于深度学习的结构优化设计方法、高性能计算技术等。

联系方式

手机：15998419130

邮箱：pailiu@dlut.edu.cn