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王华宁

教授，副院长

同济大学航空航天与力学学院

电子邮箱/Email：wanghn@tongji.edu.cn

电话/Telephone：021-65983395

基本情况

  • 同济大学教授，硕/博士生导师，副院长。结合国家“碳达峰碳中和”战略和航空航天、产品研发等重大需求，聚焦新能源新材料中的力学问题，针对强流变、多场耦合、各向异性、相变等特殊条件下“深空”月壤/火星土、“深地”岩土体材料、“深海”含可燃冰能源土的复杂物理力学特性，以及相关的多物理场耦合理论、本构关系和复杂物理力学特性的宏微观关联等关键科学问题，创新性的提出了多域多场变边界孔口问题的解析理论；提出了颗粒材料力学特性宏微观关联分析的解析手段；发展了解析解与数值解/机器学习的耦合计算方法，实现大尺度边值问题渐进破坏过程的真实再现和高效计算。与英国纽卡斯尔大学、英国华威大学、比利时鲁汶大学、西班牙加泰罗尼亚理工大学等团队有长期良好的合作关系。

工作经历

  • 2013.12-今，同济大学，航空航天与力学学院，教授

  • 2007.7-2013.12，同济大学，航空航天与力学学院，副教授

  • 2003.9-2007.6，同济大学，航空航天与力学学院，讲师

教育经历

  • 2000.3-2003.9，同济大学，工程力学专业，博士/Ph.D.

  • 1997.9-2000.3，山东科技大学，岩土工程专业(免试直升)，硕士/ M.Phil.

  • 1993.9-1997.6，山东科技大学，建筑工程专业，学士/ B.Sc.

主要研究方向

  • 1. 能源岩土工程中的解析/数值理论和机器学习方法

  • 该方向支撑国家双碳战略，探索力学分析新理论、机器学习新方法。针对“深空、深地、深海”能源开采工程的设计与优化，利用数学力学方法发展简化模型的解析理论，快速实现关键量的预测并揭示参数的定量影响。开发与利用离散元粒观胶结模型，从微观(粒观构造和力学响应)机制入手，真实再现复杂材料宏观非连续变形、渐进破坏和多物理场耦合效应，研究方法和成果可在颗粒材料领域应用。课题组在深空月球基地建设、深地能源岩土工程、深海可燃冰开采等方面有多年研究和应用基础。相关内容为主持的国家自然科学基金和国家重点研发计划二级课题研究内容。

  • 2. 多物理场耦合数值理论发展、软件开发及工程应用

  • 针对工程与材料领域软件关键核心技术，突破工业软件开发中的基础科学问题和共性基础算法，聚焦多物理场耦合建模理论、求解器与软件开发；机器学习赋能的工业软件核心算法与应用软件等。改进了热-水-力(-化)多物理场耦合数值理论和算法，并融入机器学习方法，发展了相关的数值计算平台(多场耦合有限元、无网格法等)。相关课题与西班牙加泰罗尼亚理工大学、巴塞罗那国际数值计算中心、北京理工大学等合作开展，相关成果已经被用于国家重点研发项目、欧盟项目(EURAD)和伯克利劳伦斯实验室牵头的国际合作项目(DECOVALEX-2023)等。

  • 3. 航空航天和月球基地建设中的力学问题及分析方法

  • 该方向支撑国家深空和探月战略，发展针对深空特殊环境的解析理论和数值方法。基于月壤和火星土的结构和颗粒等特征，应用离散元/有限元方法用于表征其细观力学行为和力学响应机理。同时，采用理论解析/数值方法对月球、火星等地下结构(例如熔岩管道)进行稳定性一分析。研究成果能够为深空载人探测、无人采样、月球基地建设等一系列热点方向提供理论指导。

主要科研项目

  • 企业委托：XJH20230215，主持(2023.10-2024.1)

  • 企业委托：XJH20240002，参加(2023.12-2025.08)

  • 国家重点研发：极端天气黄土体灾变风险防控技术装备研发-课题四：区域-流域-斜坡地质灾害多尺度协同智能预警系统(No. 2022YFC3003404) 4.1子题负责人

  • 国家自然科学基金面上项目：深埋流变岩体隧道工程多场耦合解析理论和系列模型(No. 12272274), 主持(2023.1-2026.12)

  • 中国工程科技发展战略海南研究院咨询研究项目-课题五：自然与人类活动影响下的琼东南盆地海底地质灾害风险评估(No. 21-HN-ZD-02-⑤)，骨干研究人员(2021.11-2022.11)

  • 海南省重点研发项目：琼东南盆地天然气水合物组合开采诱发地层灾害的预测与防控(No. ZDYF2021SHFZ264)，子题主持(2021.11-2023.11)

  • 国家自然科学基金面上项目：深海水合物钻采井壁安全多场耦合机理研究 (No. 11872281),主持(2019.1-2022.12)

  • 国家自然科学基金面上项目：流变岩土体中浅埋隧道力学状态的时效理论解答及预测系统(No. 11572228)，主持(2016.1-2019.12)

  • 国家自然科学基金重点项目：深海水合物开采中能源土灾变机理与控制理论 (No. 51639008)，骨干研究人员(2017.1-2021.12)

  • 973计划，深部复合地层围岩与TBM的相互作用机理及安全控制(课题一)( No. 2014CB046901)，同济第二位，骨干研究人员(2014.1-2018.12)

  • 欧共体项目Research and Innovation Staff Exchanges, H2020 Marie Skłodowska-Curie Actions RISE 2014 ‘Geo-ramp’ (No. 645665)；中方参与者(2014.1-2018.12)

  • 欧盟第七框架人才交流项目，International Research Staff Exchange Scheme：Geohazards and geomechanics, 中方参与者(2012.1-2016.2)

  • 国家自然科学基金重点项目，含天然气水合物土的关键试验技术与工程力学特性研究——子课题：含天然气水合物力学性质及离散元数值模拟方法，参与(同济第三位)(2013.1-2017.12)

代表性论文

  • Zeng GS, Wang HN*, Song F, Rodriguez-Dono A. Time-dependent analytical solutions for tunnels excavated in anisotropic rheological rock masses. Tunnelling and Underground Space Technology, 2024, 152: 105890. (IF: 6.9, JCR Q1, 中科院1区, 中科院TOP期刊)

  • Duan GH, Song F, Wang HN*, Rodriguez-Dono A, Wang LJ, Chen JF. Stability analysis of unsaturated loess slopes subjected to extreme rainfall incorporating creep effects, Computers and Geotechnics, 2024, 169: 106231. (IF: 5.3, JCR Q1, 中科院1区, 中科院TOP期刊)

  • Fu RC, Wang HN*, Jiang MJ. Exact analytical solution for deep tunnels in viscoelastic–plastic rock considering the actual loading path, Applied Mathematical Modelling, 2024, 128: 370-391. (IF: 5.078, JCR Q1, 中科院2区, 中科院TOP期刊)

  • Hu T, Wang HN*, Jiang MJ. A novel semi-analytical approach for modeling multiphysics coupling throughout the entire exploitation process in methane hydrate-bearing sediments, Computers and Geotechnics, 2023, 164: 105822. (IF: 5.3, JCR Q1, 中科院1区, 中科院TOP期刊)

  • Zhang N, Wang HN*, Jiang MJ. A mechanistic model for porosity and permeability in deformable hydrate-bearing sediments with various hydrate growth patterns. Acta Geotechnica, 2023,19(2): 855-880 (IF: 5.7, JCR Q1, 中科院1区, 中科院TOP期刊)

  • Jiang MJ, Bo YJ, Wang HN*. Che N. Study on the reinforcement mechanism of grouted bolts with or without prestress via the hybrid DEM-FDM method. Transportation Geotechnics, 2023, 40: 100967. (IF: 5.3, JCR Q1, 中科院2区)

  • Zhang N, Wang HN*, Jiang M J. A mesoelastic-plastic damage model for hydrate-bearing sediments with various hydrate-growth patterns. Ocean Engineering. 2022, 266: 112919. (IF: 5, JCR Q1, 中科院2区)

  • Wei FR, Wang HN*, Zeng GS, Jiang MJ. Seepage flow around twin circular tunnels in anisotropic ground revealed by an analytical solution. Underground Space. 2022, accepted. (IF: 6.4, JCR Q1, 中科院1区)

  • Hu T, Wang HN*, Jiang MJ. Analytical approach for the fast estimation of time-dependent wellbore stability during drilling in methane hydrate-bearing sediment, Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2022, 99: 104422. (IF:5.3, JCR Q1, 中科院2区, 中科院TOP期刊)

  • Zeng GS, Wang HN*, Jiang MJ. Analytical solutions of noncircular tunnels in viscoelastic semi-infinite ground subjected to surcharge loadings. Applied Mathematical Modelling, 2022, 102, 492–510. (IF: 5.078, JCR Q1, 中科院2区, 中科院TOP期刊)

主持一流/精品课程和在线课程

  • 国家一流本科课程“理论力学”(线下)负责人

  • 智慧树：工程力学II课程负责人与主讲  https://coursehome.zhihuishu.com/courseHome/1000001552#teachTeam

  • 2021年上海高校市级重点课程负责人：理论力学(线上线下混合)

  • 爱课程网：理论力学主讲  http://www.icourse163.org/course/TONGJI-1003467015#/info

主讲课程

  • 本科生课程：理论力学(力学强基班、拔尖班、大飞机班、工程力学、飞行器制造、道路交通、机械专业、智能制造)；工程力学II(土木工程)

  • 研究生课程：结构动力学

荣誉和奖励

  • 宝钢优秀教师奖(2021)

  • 上海市教育系统三八红旗手(2022)

  • 全国样板党支部，支部书记(2022)

  • 上海市教卫系统优秀党务工作者(2021)

  • 2020年度同济大学“师德师风优秀教师”获得者

  • 全国徐芝纶优秀教师奖(2009)

  • 同济大学教学成果一等奖(排名第一, 2021)

  • 《理论力学》课程: 同济大学第三期“立德树人”示范课程(2021)

  • 2018年，同济大学第四届名课优师获得者(理论力学A)

  • 2008年, 全国第三届基础力学青年教师讲课比赛，特等奖

校内外学术兼职

  • 第六届全国基础力学青年教师讲课比赛评委，国际大学生工程力学竞赛委员会专家，中国岩石力学与工程学会多场耦合专业委员会委员

人才培养

  • 毕业学生(博士)

  • 3. 张宁 2018级

  • 中国矿业大学(徐州)师资博士后

  • 2018年参加第七届水利水电岩土力学与工程学术研讨会，并作分会场报告

  • 2. 魏风冉 2018级

  • 河南工程学院讲师

  • 1. 曾广尚 2016级

  • 上海应用技术大学讲师

  • 2018年受邀参加同济大学航力学院博思论坛，并作邀请报告；2018年参加GeoShanghsai 2018国际会议，并作分会场报告

  • 获同济大学优秀博士生奖学金(2017)，同济大学光华奖学金(2018)

  • 毕业学生(硕士)

  • 19. 段光辉 2021级

  • 北方夜视科技研究院集团有限公司第二研究所

  • 18. 贾兴臣 2021级

  • 上海中燃船舶燃料有限公司

  • 17. 王午阳 2020级

  • 中兴通讯股份有限公司

  • 2018年参加“陈宗基讲座”，作分会场报告并获优秀学者荣誉证书

  • 16. 王琪 2020级

  • 中国铁建十四局南京大盾构公司

  • 15. 郭玉峰 2019级

  • 上海联影医疗科技股份有限公司

  • 2020-2021学年同济大学优秀硕士奖学金

  • 14. 梁浩光 2018级

  • 香港互联立方有限公司

  • 2018-2019学年港澳台侨学生专项奖学金三等奖

  • 13. 郭振宇 2018级

  • 杭州市金融投资集团有限公司

  • 2018-2019学年荣泰健康航天奖励金；2018-2019学年同济大学优秀学生；2019-2020学年同济大学优秀硕士奖学金；2021年同济大学优秀毕业生

  • 12. 车纳 2017级

  • 世茂集团工作

  • 2018年，参加中欧岩土工程国际会议(维也纳)，并作分会场汇报；2017年，参加第十五次中国岩石力学与工程学术年会，并作会场汇报；

  • 2018年研究生数学建模国家二等奖，2018年获得“荣泰健康航天奖励金”奖学金，2019年获得“2018-2019学年研究生优秀学生”称号，2019年获得“同济大学荣泰健康航天奖励金”

  • 11. 高翔 2017级

  • 香港理工大学攻博

  • 2018年参加第二届全国交通岩土工程学术会议(北京)，并作分会场汇报；2018年参加第十四届全国流变学学术会议(湘潭)

  • 2018年研究生数学建模国家二等奖，2019年获得“同济大学荣泰健康航天奖励金”

  • 10. 陈许蓬 2016级

  • 上海凯众材料科技股份有限公司，车辆工程CAE仿真工程师

  • 2018年参加山东省海洋环境地质工程地质工程重点实验室年会暨第三届海洋工程地质发展战略研讨会；2018年受邀参加同济大学航力学院611杯博思论坛，并作邀请报告

  • 2017年研究生数学建模国家二等奖，2018年获得“同济大学研究生国家奖学金”，2018年获得“航空航天与力学学院优秀志愿者”称号，2019年获得“同济大学优秀毕业生”称号

  • 9. 吴磊 2015级

  • 中国市政工程中南设计研究总院有限公司

  • 2016年参加第十二届全国岩土力学数值分析与解析方法研讨会，并作分会场报告；2017年受邀参加同济大学航力学院611杯博思论坛，并作邀请报告;曾于2015.7-2015.9受课题组负责的欧盟项目在英国华威大学访问

  • 2016年获同济大学光华奖学金；2017年获国家奖学金

  • 8. 肖果 2015级

  • 中建三局投资公司工作

  • 2016年参加第十二届全国岩土力学数值分析与解析方法研讨会，并作分会场报告；2017年参加3rd International Conference on Tunnel Boring Machines in Difficult Ground，并作分会场报告

  • 2016年获同济大学麦斯特奖学金

  • 7. 宋飞 2014级

  • 西班牙加泰罗尼亚理工大学公派攻博；现任职于同济大学

  • 2015年参加第十二届全国土力学及岩土工程学术大会，并作分会场报告；2016年参加第十二届全国岩土力学数值分析与解析方法研讨会，并作分会场报告；2016年受邀参加同济大学航力学院“应用力学的前沿问题与工程方法”博思论坛，并作邀请报告

  • 曾于2015.9-2015.11受课题组负责的欧盟资助在西班牙加泰罗尼亚理工大学(UPC)访问；硕士毕业后受CSC资助在该校攻读博士，导师A. Gens教授(英国/西班牙两院院士)

  • 6. 龚浩 2014级

  • 上海交通大学攻博；现任职于东方电气

  • 2015年参加第十二届全国土力学及岩土工程学术大会

  • 5. 张玉栋 2013级

  • 同济大学土木工程学院攻读博士

  • 4. 骆莉莎 2013级

  • 江苏开放大学教师

  • 3. 曾广尚 2012级

  • AECOM外企工作，后至本课题组攻博

  • 2015年获国家奖学金

  • 2. 李悦 2011级

  • 中南集团工作；现在本课题组攻读在职博士

  • 1. 何平 2010级

  • 同济大学地下系攻博，导师王卫东教授；曾在英国剑桥大学访问

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