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本科生通知

关于2021年“本科生科研训练”项目立项的通知

2021-06-02

工学院部分导师题目更新在通知的下方,同学们也可以主动联系导师完成立项申报。

为了更好地培养本科生的科学素养与创新精神,提升批判思维、交流合作与研究创新的能力,让学生能够发现问题、研究问题进而解决问题,为优秀的学生脱颖而出创造条件。学校鼓励学有余力的本科生参加导师引导下的学术研究活动。

现将我校2021年“本科生科研训练”项目立项通知发布如下。

一、学生申请条件:

距离毕业时间两年以上,学有余力的大二在读本科生和部分学习成绩优秀、学术志向明确的大一在读本科生,已申请并获得资助的学生不得再次申请。其他具体标准由学生所在院系规定。

小组研究项目要求小组内成员分工明确,每个小组项目不得超过3人。

二、院系推荐名额及资助

本年度“本科生科研训练”立项名额不设上限,中期审核时,学生可以提出资助申请,根据导师和院系的评议结果,对相关项目予以一定资助。学校公布的资助名单即“教师引导下的小组/独立研究”课程,中期审核后名单。因资源有限,对于未申请立项的项目,学校原则上不予资助。

三、申请流程

1. 根据院系发布的课题或自己感兴趣的方向,与相关导师进行联系和沟通,确定研究方向。

2. 使用统一门户帐号登陆http://162.105.209.64/benyan,完善个人信息,提交项目申请。

3. 等待导师、院系、学校审核。如导师打回修改,请按导师要求修改后再次提交。

4. 所有项目提交须在2021年6月20日前完成。

四、审核流程

1. 使用统一门户帐号登陆http://162.105.209.64/benyan,查看学生申请情况并进行审核。

2. 可以对学生申请做出“通过”、“不通过并打回修改”、“不通过”三种审核意见。

3. 所有项目导师审核应在2021年6月30日前完成。

五、后续工作

立项审批完成后,学生可登登录本科生科研训练系统查看立项情况。

导师可以通过本系统向学生布置工作任务,学生也可通过系统提交阶段性进展报告。

关于项目的一切变更问题,请在2021年11月中期审核前确定,并在中期审核中提交相关申请。

若中期审核期间已立项学生逾期不登录管理系统提交中期申请,学校将不予立项资助,同时将其“未完成‘本科生科研训练’资助项目”的记录记入其学习档案。

结题答辩将在2022年10月中旬举行。

 

六、注意事项

1. 学校欢迎学有余力并对研究工作有兴趣的本科生申请参加“本科生科研训练”资助项目,目的是培养学生提出问题、分析问题和解决问题的兴趣和能力,使学生了解和掌握科研的基本方法、手段及过程,拓宽学术视野,受到初步的科研训练。学校鼓励学生根据兴趣积极探索,在导师的引导下自主选定研究题目,认真进行科学研究并完成研究项目。在此基础上,学校鼓励更多优秀学生脱颖而出,发掘自己的潜力,能够独立承担部分重要研究工作。

2. 为了保证完成研究计划,获得资助的学生要有较充裕的时间投入,主动与导师联系,了解导师对研究项目的要求,听从导师的安排和引导。由于“本科生科研训练”项目资助时间跨越多个学期,需要投入大量的时间和精力,受资助学生要合理安排时间,遵守学校有关的规定,充分利用大三整个学年及其前后两个暑期,从事社会调研项目的学生,特别要充分利用假期的有利条件。

3. 特别提醒下列情况的学生:

①、拟选修辅修专业/双学位的学生、拟赴境外大学交流学习的学生;

②、拟参加暑期实践等活动的学生;

③、拟提前毕业的学生、拟大四出国学习的学生;

请上述情况的学生慎重申请“本科生科研训练”资助项目,如果申请获得资助,应合理安排时间、精力投入研究项目。如果受资助项目因上述情况在时间、精力等安排上发生冲突,请院系帮助学生做出选择。

4. “研究课程”的论文内容及学分不能与学年论文/毕业论文(设计)的内容、学分重复使用。

5. 其他规定参见《北京大学促进本科生研究型学习实施办法》(附件1),系统操作问题参见《本科生科研训练系统用户使用手册》(附件2)。

七、问题反馈

项目情况请咨询各院系教务主管老师。

附件1:《北京大学促进本科生研究型学习管理办法》

附件2:《本科生科研训练系统用户使用手册》

 

                                                      北京大学教务部

2021年5月24日

 

工学院部分导师公布的题目(题目不断更新中...)

 

5月26日第1次更新

5月27日第2次更新

6月2日第3次更新

*点击教师姓名即可查看教师概况及联系方式。

 

1. 徐克

题目:月球/小行星资源开发中的渗流问题

题目概况:未来在月球建立基地、进一步开发小行星资源,都会遇到高真空度下流体在月壤、星尘等多孔介质中的流动问题。这些流动问题难以适用经典的渗流理论。因此,大家希翼通过简单的理论推导和实验,搭建高真空度下的渗流新模型。本项目有机会赴中国空间技术研究院(航天五院)访问交流、参与载人登月相关项目。

拟接收学生人数:1-2

对学生的要求:修过流体力学或渗流物理

 

2. 许审镇

题目:1. 基于深度学习的电池材料原子尺度势函数构建; 2. 基于路径积分方法的巨正则蒙特卡罗模型模拟电化学反应

题目概况:1. 第一性原理计算结果作为数据集,通过机器学习方法构建出电池电极材料的势函数,兼具准确性和高计算效率,为电池材料的大尺度分子模拟奠定基础;2. 常见的电化学反应遵循恒定电位条件且多有质子参与,故同时考虑核量子效应和电子数变化十分必要,本项目将利用量子/统计力学方法解决此问题。

拟接收学生人数:2

对学生的要求:对原子尺度模拟及编写代码感兴趣且有扎实的数理基础。

 

3. 庞全全

题目:1. 高比能一次电池的开发用于驱动物联网装置;2. 高安全性固态锂电池的电解质材料开发及验证

题目概况:1. 物联网的发展需要高能量的一次电池进行驱动,当前的一次电池面临着能量低、成本高的问题,本课题将通过新材料开发解决两个问题; 2.  全固态锂电池理论上可以解决当前电动车锂离子动力电池的安全及低比能问题,但是面临着固态电解质、复合电极、界面稳定性等技术难题,本课题将通过材料开发

拟接收学生人数:2-3

对学生的要求:对化学科学、材料科学、电池科学有一定的常识基础或。感兴趣

 

4. 谢广明

题目:1.三维游动仿生机器鱼设计;2.仿生机器鱼水下目标识别与跟踪;3.多仿生机器鱼集群编队;

题目概况:1.设计一款可以三维运动的仿生机器鱼,可提供机械设计,电路设计,嵌入式开发,动力学建模以及运动控制的引导;2.基于现有的水下图像恢复技术与水下图像识别技术,设计水下目标识别与跟踪;3.根据已有的多仿生机器鱼二维环形编队研究基础,实现三维编队与跟随编队;

拟接收学生人数:4

对学生的要求:有时间,认真对待

 

5. 谢广明

题目:4.多智能体强化学习研究;5.仿生机器鱼仿真平台设计

题目概况:4.基于进化博弈论进行多智能体强化学习研究;5.基于已有的仿真平台形成一个成熟的多仿生机器鱼对战平台

拟接收学生人数:3

对学生的要求:1.有时间;2.有责任感;3.有编程基础

 

6. 谢广明

题目:多智能体追逐-逃避(pursuit-evasion)问题研究

题目概况:追逐-逃避(pursuit-evasion,PE)问题是融合动力学模型、博弈论、最优化理论等为一体的多智能体问题。追逐者和逃避者需要在指定的空间内,根据双方的状态做出最优的决策,以期追上对方或者不被对方追上。本研究希翼从理论或是算法上,设计一个合理的PE问题并给出双方最优策略。

拟接收学生人数:1~2

对学生的要求:1.熟悉微积分、常微分方程。2.优先者:熟悉matlab/python、博弈论、最优控制理论(哈密顿量、变分法)者优先。

 

7. 谢广明

题目:基于多智能体博弈的有障碍环境中多车辆竞赛问题研究

题目概况:道路交通中的自主无人车辆控制是自动驾驶、交通控制等领域的热门问题。本项目拟基于现有多车辆分组竞赛研究成果,进一步考虑存在静态/动态障碍物的比赛场景中的多车辆竞赛问题。通过设计合适的优化算法,使得各个无人车根据所观测到的状态,采取合适的策略,保证自己最先到达终点。

拟接收学生人数:1~2

对学生的要求:1.熟悉微积分、常微分方程。2.优先者:熟悉最优化算法(动态规划等)、matlab/python者优先。

 

8. 谢广明

题目:基于ROS的多机器人平台搭建

题目概况:本研究将基于已有的ROS(Robot Operating System)开发成果,进一步完善ROS中的多机器人(无人机、无人车、无人船等)的仿真控制框架,完善各类机器人的控制接口、感知接口,完善多机器人的控制框架。进一步,基于所搭建的仿真平台,实现多机器人的简单仿真任务。

拟接收学生人数:1

对学生的要求:1.熟悉C/C++,2.有耐心研究代码框架。3.优先者:熟悉python、xml、urdf、xarco等语言或文件格式,熟悉CAD或solid works,熟悉linux系统者优先。

 

9. 谢广明

题目:1.具备水下通信功能的机器人设计;2.水下组网协议的设计和实现

题目概况:1.设计具备水下通信功能的专属机器人,机器人间共同协作完成复杂的任务,内容包括机械设计、控制系统搭建,与通信模块连接等;2.水下机器人通信已成为亟待解决的难题,设计适用于不同条件的组网协议,提高信号传输效率、增强通信质量。

拟接收学生人数:2-3

对学生的要求:1.热爱科研,善于创新;2.有C/C++,Matlab或python编程经验者优先

 

10. 谢广明

题目:面向一款水面机器人的运动控制

题目概况:基于一款水面机器人上搭载的传感器(电感知、摄像头、红外、IMU),实现一个具体的控制任务(水下SLAM、轨迹跟踪等)。

拟接收学生人数:2-4

对学生的要求:对机器人控制感兴趣,最好接触过嵌入式控制(Arduino,STM32,树莓派等),主要编程语言为c和python。

 

11. 谢广明

题目:基于人工侧线的机器鱼姿态感知与控制

题目概况:基于一款可三维游动的仿箱鲀机器鱼上搭载的传感器(人工侧线系统、IMU),实现机器鱼的俯仰角和翻滚角的稳定控制。

拟接收学生人数:1-2

对学生的要求:对机器人控制感兴趣,最好接触过嵌入式控制(Arduino,STM32,树莓派等),不需要对侧线有基础了解,主要编程需要为c。

 

12. 谢广明

题目:三维水下自主飞行器设计

题目概况:在现有一款水面机器人的设计上进行改进,使之具备三维游动能力。主要调整机械设计,掌握现有硬件方案。

拟接收学生人数:1-2

对学生的要求:至少接触过一种主流机械设计App,如Solidworks。

 

13. 谢广明

题目:基于多种方法的机器鱼游动附近流场建模

题目概况:机器鱼的运动及流场建模是进行控制、避障、集群等研究的基础,但是这个问题涉及到机器人学与流体力学的交叉,目前研究成果较少,大家需要从理论、实验、计算等不同的角度尝试解决这一问题,并与现有的实验结果、仿真进行对比分析。可深入学习流体力学,提升编程能力,发表文章等。

拟接收学生人数:1-2

对学生的要求:对机器鱼、流体力学有浓厚兴趣,能够使用或者愿意学习编程工具,例如matlab等,敢于尝试,善于交流,思维活跃。

 

14. 谢广明

题目:1.颗粒介质表层的蜗牛式运动软体机器人的研究

题目概况:颗粒环境是自然界的一种常见地貌, 如戈壁、 海滩等, 在地球陆地面积中, 沙漠覆盖率占 10%左右,在这些恶劣的环境中, 很少有人类活动。发展一种能良好适用于这种环境的机器人尤为重要。本研究主要目的在于基于蜗牛式运动模型,开发一种可以在颗粒介质表层运动的软体机器人并发表论文。

拟接收学生人数:1

对学生的要求:

 

15. 谢广明

题目:2.流体驱动软体两栖机器人研究

题目概况:传统刚性机器人由于运动模式,自由度,防水等限制,很难做到水陆两栖运动。软体机器人由于避免了电路,机械结构等防水等级要求高的装置,并且具备更高自由度,使得开发一种水陆两栖软体机器人成为可能。本研究主要目的在于基于流体驱动开发一种可针对水陆自由切换运动模式的软体机器人,并发表论文。

拟接收学生人数:1

对学生的要求:

 

16. 谢广明

题目:3.有限空间内具备移动与抓取功能的软体机器人的研究

题目概况:管道和自然环境下或者由于地震形成的狭缝,深坑等有限空间内物体的抓取向来都十分具备挑战性,一般抓取手与机械臂的结合无法在有限空间内自由移动捕获目标物体,本研究主要目的在于开发一种绳系软体机器人,使之可以在有限空间内自由移动及抓取目标物体,并发表学术论文。

拟接收学生人数:1

对学生的要求:

 

17. 谢广明

题目:咽喉腔道内多关节柔性手术平台

题目概况:设计及制造一种面向咽喉腔道内微创手术的柔性机械手术平台,包含机构设计制造、控制算法、人机交互以及远程操作等研究。

拟接收学生人数:1-2

对学生的要求:对机器人有兴趣、熟悉C语言、熟悉AutoCAD、熟悉力学分析及机构设计者为佳

 

18. 王雪峰

题目:1. 助步车载视觉和穿戴设备辅助的跌倒预测预防;2. 基于外骨骼手臂的上肢康复训练辅助系统设计;3. 柔体手术机器人机构设计与建模;4. 多元检测数据融合的人体健康实时监测与预防算法;5. 基于虚拟现实与穿戴设备的高交互式运动训练方法研究。

题目概况:1. 助步车载视觉和穿戴设备结合人机交互模型设计跌倒预测预防算法;2. 设计基于虚拟力场的外骨骼手臂及其平滑控制和虚拟现实交互训练;3.变刚度丝驱动及多弹簧杆驱动柔体手术机器人;4.基于饮食、体征、运动数据的健康监测和疾病预防;5.基于肌肉检测、虚拟视觉、穿戴刺激的训练引导。

拟接收学生人数:1. 1人;2. 2到3人;3. 1到2人;4. 1人;5. 1人。

对学生的要求:

 

19. 白树林

题目:1 .面向5G热管理材料的研发;2.高性能碳纤维增强热塑性复合材料

题目概况:1.针对高性能器件温升问题,开发新型高热导率材料,降低器件的运行温度,提高寿命;2.针对可回收和高性能复合材料的要求,开发面向航空航天应用的碳纤维增强高温树脂基复合材料的研究。

拟接收学生人数:2

对学生的要求:认真,科研意识强,对于材料的应用感兴趣。

 

20. 莫凡洋

题目:基于人工智能和机器人技术的手性物质的物理拆分

题目概况:1848年,巴斯德用肉眼和镊子对一对外消旋体的酒石酸晶体进行拆分,被评为史上最美的十个科学实验第一名。当然,这种方法的意义不在于拆分本身,而在于发现重要的科学规律。而如今,计算机视觉和机器人技术不断进步,是否可以用机器来重现100多年前这个科学最美实验,是一次有意思的尝试。

拟接收学生人数:2

对学生的要求:有机化学,计算机编程,机器学习,机器人常识,当然,最重要的是一颗好奇心。

 

21. 孙强

题目:1. 应用机器学习设计高容量新型储氢材料; 2 以数据驱动设计新型钠离子电池正极材料

题目概况:为落实“十四五”期间国家科技创新有关 “氢能技术” 和“电池技术”的部署,大家将应用机器学习方法,筛选质量轻,容量高的储氢材料和钠离子正极材料

拟接收学生人数:2

对学生的要求:

 

22. 王前

题目:应用于计算机芯片的高散热材料的模拟设计

题目概况:绝大多数的高功率电子设备,都需要高热导率材料来对设备本身进行有效的散热。对于计算机而言,芯片上增加的核数意味着与此同时增加的功率。目前多核处理器的效率受材料热耗散功率限制,进入所谓的“黑暗硅”时代。本课题将设计具有高散热性能的计算机芯片材料;探索材料的热输运性质。

拟接收学生人数:2~3

对学生的要求:学习、做事认真;热爱计算机建模与模拟。

 

23. 陈正

题目:1, 机器学习在处理燃烧复杂化学反应模型方面的应用; 2,冷火焰燃烧特性研究

题目概况:燃烧过程中涉及到复杂的化学反应模型,这给数值模拟带来了巨大的挑战。本项目拟采用机器学习相关方法,来处理燃烧复杂化学反应模型,提高燃烧模拟效率。

拟接收学生人数:2

对学生的要求:要求对数学建模感兴趣

 

24. 杨剑影

题目:集群拦截的分布式观测和协同制导方法

题目概况:研究多飞行器集群拦截机动目标中的分布式协同观测与协同控制问题,通过协同观测方法精确获取未知目标机动运动信息,并通过与目标的机动策略动态博奕,多飞行器通过分布式优化协同制导,形成对机动目标的有效包围并拦截。

拟接收学生人数:2

对学生的要求:能使用matlab或其他编程工具

 

25. 雷霆

题目:柔性可穿戴汗液传感器的研究

题目概况:本课题以研究新型高分子功能材料为基础,结合电子学与生命科学的技术和手段,发展超轻、超薄、柔性、可拉伸和可降解的高分子生物电子器件,并应用于医学检测治疗和可穿戴设备中。

拟接收学生人数:1~2

对学生的要求:

 

26. 雷霆

题目:有机热电材料和器件的研究

题目概况:本课题以研究新的导电高分子材料为基础,研究其热电转换性质和载流子传输性质,发展低成本、高热电转换效率的柔性热电器件,并应用于可穿戴设备之中。

拟接收学生人数:1~2

对学生的要求:

 

27. 杨延涛

题目:亚热带海域温盐台阶流态传输特性研究

题目概况:利用直接数值模拟研究亚热带海域上层海水中温盐台阶流态的形成机制,基于模拟数据发展描述温盐传输特性的参数化模型。

拟接收学生人数:1

对学生的要求:对流体力学和数值模拟有一定了解

 

28. 杨莹

题目:

1. 基于工业互联网的潜在失效模式分析系统;

2.云-边-端协同的工业过程分布式监测与故障诊断。

题目概况:

1. 综合运用常识图谱、大数据、云计算等新技术,研发基于工业互联网平台的新型潜在失效模式及后果分析系统,提升设备潜在问题的事前预防能力;

2. 包括工业大数据统计特征提取边缘计算模块设计与优化、全局智能云端融合分析等。

拟接收学生人数:每个题目1-2人

对学生的要求:态度认真,肯于钻研,对数据感兴趣,有一定的数理和编程基础。

 

29. 杨莹

题目:2. 云-边-端协同的工业过程分布式监测与故障诊断

题目概况:

拟接收学生人数:1

对学生的要求:态度认真,肯于钻研,对数据感兴趣,有一定的数理和编程基础。

 

30. 毛晟

题目:基于python的多物理场高效数值计算

题目概况:含界面的多物理场问题一直以来是数值计算上的难点问题,其巨大的数值计算代价极大地限制了它的应用范围。本项研究将基于新的python编程框架,发展一套可快速并行(包括应用GPU)的数值方法来解决这一问题。本课题涉及物理、力学、数值计算等多学科交叉,表现优异者可推荐至美国名校继续深造。

拟接收学生人数:1-2

对学生的要求:会用python,有基本的编程能力

 

31. 王圣凯

题目:可压缩射流的可视化实验

题目概况:可压缩流动是高超声速空气动力学、燃烧推进、气动声学等多领域共同涉及的重要问题;此外,极端条件(极端温度、压力、密度)下的流动物理,甚至超新星爆发、星系演化等问题也能用可压缩流动模型探究。本课题将通过可视化实验,对欠膨胀射流这一代表性的可压缩流动开展研究,揭示其波系结构演化规律

拟接收学生人数:1

对学生的要求:学生将有机会接触国际前沿的光学诊断和激光实验技术;希翼学生能带着对科研工作的热情和好奇心参与研究

 

32. 易新

题目:受约束弹性杆的平衡与稳定性

题目概况:研究受压圆截面弹性细长杆在平面或曲面约束条件下的力学行为

拟接收学生人数:1

对学生的要求:数理基础较好

 

33. 蔡庆东

题目:二维和三维高阶插值方法

题目概况:在各种网格上构造高精度插值函数

拟接收学生人数:1

对学生的要求:对计算方法有浓厚兴趣,掌握样条插值的本质思想。

 

34. 于海峰

题目:液晶高分子表面微纳结构的构筑与防伪研究

题目概况:本项目旨在设计、制备一系列具有可光调控玻璃化转变温度(Tg)的液晶高分子/超分子或其复合材料,通过室温纳米压印技术实现高分子材料的表面微纳结构的构筑,研究液晶高分子/超分子的分子结构、链结构、分子协同作用、微相结构等对通过纳米压印来构筑微纳加工过程的影响。

拟接收学生人数:1-2

对学生的要求:对于高分子与液晶功能材料感兴趣;有一定的业余时间。

 

35. 喻俊志

题目:题目1:线驱动连续型仿生机器海豚系统分析与设计;题目2:基于仿生技术的两栖型推进器概念方案研究;题目3:口腔手术机器人视觉定位;题目4:口腔手术机器人操作App

题目概况:题目1:水下仿生机器人相关。题目2:两栖机器人系统。题目3:用于口腔自动化手术的视觉定位方法。题目4:用于口腔手术机器人的操纵。

拟接收学生人数:4

对学生的要求:对水下动力学有较强的理论基础,对嵌入式系统有一定了解;数学基础良好,对编程(C++)感兴趣。

 

36. 张锦

题目:烯碳纤维的控制备与应用

题目概况:发展下一代功能化、智能化纤维

拟接收学生人数:2

对学生的要求:

 

37. 张青

题目:1)微纳钙钛矿半导体材料的可控制备;2)微腔激光传感技术研究;3)微型光谱仪的研发

题目概况:1)面向集成光子芯片应用,制备具有奇异光学特性的微纳钙钛矿结构,并发展巨量生长技术;2)设计具有极化激元效应的光学微腔,发展高选择性、高灵敏度的生物化学传感技术;3)调研、设计及搭建微型荧光与拉曼光谱仪器。

拟接收学生人数:3

对学生的要求:

 

38. 张信荣

题目:1. 新型制冰热力学方法与系统;2.新型汽车空气动力设计;3新型二氧化碳动力系统研究;4.农产品大蒜与姜的精深加工

题目概况:1.碳中和背景下,我国制冰行业面临巨大挑战,急需重构制冰方法与装备;2.采用空气作为汽车动力,节约化石燃料,有效利用天然工质与可再生能源;3.把二氧化碳作为资源,开发新型推进与动力系统及装备;4.我国大蒜生姜等农产品产量大,但零能耗,零碳排的精深加工技术

拟接收学生人数:4-6

对学生的要求:认真,努力

 

39. 崔悦

题目:传感器外型材料及设计

题目概况:小型生物传感器外型材料的性能研究、加工制造、及形状设计

拟接收学生人数:2

对学生的要求:

 

40. 张艳锋

题目:二维材料的批量制备及其能源应用

题目概况:偏重二维材料的批量化制备研究,以及其在电催化,污水处理,超级电容器方面的应用。

拟接收学生人数:1-2

对学生的要求:

 

41. 郑玉峰

题目:可降解金属材料设计与实验研究

题目概况:可降解金属是二十一世纪生物医用材料研究的热点,其中以人体的生命必需元素和微量元素作为组元进行材料设计,并评价其在模拟体液和动物体内的降解行为和生物学效应,是十分原始创新的课题。本实验室近年来在医用镁、铁、锌合金方面在nat med、nat commun、sci adv发表了文章。

拟接收学生人数:2

对学生的要求:欢迎喜欢化学、生物学,爱做实验的同学

 

42. 周欢萍

题目:光伏驱动小车设计与制造

题目概况:该选题做为新型有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池的简单应用场景,基本内容如下:1 传统及新型太阳能电池原理的学习;2 钙钛矿太阳能子电池基本制备技术的了解与初步掌握;3 动力系统-多电池模组设计与优化;4模型车组装与调试。该选题有机结合了材料、器件、及应用层面的各项内容。

拟接收学生人数:1~3

对学生的要求:

 

43. 李忠奎

题目:1.无人机集群协同规划与控制,2.基于SLAM的无人车避障导航

题目概况:1.无人机集群协同规划与控制,主要研究分布式路径规划方法与控制,实现障碍环境下的安全路径规划,以及典型队形的保持控制,并基于实验室无人机平台,进行试验验证。2.基于SLAM的无人车避障导航

拟接收学生人数:2~4

对学生的要求:二年级及以前,课程学习成绩不错有余力,具有一定的编程能力和动手能力

 

44. 邹如强

题目:功能多孔材料能源存储与转化,智能热管理材料

题目概况:功能多孔材料能源存储与转化方向主要开展多孔碳基材料的制备与能源应用研究;智能热管理材料主要开展新型高效隔热、导热技术

拟接收学生人数:2

对学生的要求:

 

45. 吕本帅

题目:题目1:机器学习算法在声学成像阵列中的应用与实验研究;

题目概况:题目1概况:与光学相机类似,声学“相机”可对声源进行“拍照”,实现声源的显像与定位功能。声学相机的硬件为麦克风阵列,通过一系列不同的算法,声源可被解析并显示出来。本课题将在调研经典解析算法的基础上,利用机器学习进一步提高声源解析的分辨率与稳定性,并利用实验室的现有设备动手制造这样一台装置。

拟接收学生人数:1~2

对学生的要求:数学物理基础扎实,有一定的编程基础

 

46. 吕本帅

题目:题目2: 热声不稳定(thermoacoustic instability)问题的理论与实验研究;

题目概况:题目2概况:在航空与火箭发动机的燃烧室中,不稳定燃烧的火焰会产生声波,声波受到燃烧室壁面的反射等作用后会反过来影响燃烧。当该反馈的相位恰好使得燃烧更加不稳定时,所产生的声波将得到加强,并反过来进一步加剧燃烧的不稳定。该反馈过程不断重复,直至声波幅值不断增大至超过结构承载造成燃烧室爆炸等事故。本课题将结合发动机燃烧室的实测数据,通过理论分析,建立系统不稳定的低价模型,并分析燃烧室结构对稳定性的影响。

拟接收学生人数:1~2

对学生的要求:数学物理基础扎实,有一定的编程基础

 

47. 吕本帅

题目:题目3: 声学超材料最优吸声结构的理论与实验研究;

题目概况:题目3概况:声学超材料(Acoustic Metamaterials)是一种特殊的人造材料,它通过在材料表面与内部制造一些周期性的结构(如共振腔)来改变材料的宏观声学特性,以此来达到消声、吸声、混响等目的。本课题重点探究能够提供最优(或更优)吸声或消声性能的超材料的结构问题。课题将以理论分析研究为主,辅以适当的消声室实验验证。

拟接收学生人数:1~2

对学生的要求:数学物理基础扎实,有一定的编程基础

 

48. 吕本帅

题目:题目4:Ogee形锯齿尾缘的尾缘降噪性能实验研究

题目概况:题目4概况:尾缘噪声是一种常见的由流动引起的噪声,常见于风机、风扇以及飞机。它是由湍流边界层受到翼形尾缘的散射引起的。实验发现利用齿状尾缘可显著降低这种噪声。本课题组的先期工作证明了最优降噪齿型的理论条件,并据此提出了新的Ogee形状的齿状尾缘。本课题将以风洞实验为主,结合相关的理论模型,探究Ogee形尾缘在实验上的降噪特性。

拟接收学生人数:1~2

对学生的要求:数学物理基础扎实,有一定的编程基础

 

49. 宋洁

题目:数据价值与数字经济测算研究

题目概况:进入21世纪,数字经济已成为经济增长的主要推动力,因此对数字经济进行合理评价是很重要的;而数据作为新的生产要素,其价值也在数字经济的测算中占据相当份额。因此本课题希翼对结合机器学习方法,对数据的价值进行探索;进而据此建立较为完善的理论体系对数字经济进行评估,做出新的经济理论诠释。

拟接收学生人数:1

对学生的要求:有一定数理基础,熟悉机器学习算法与数据驱动的思维方式

 

50. 宋洁

题目:1. 数据驱动的锂离子电池安全预警及寿命估计算法研究;2. 电氢耦合的综合能源系统优化模型研究

题目概况:1. 本项目将基于电池运行数据,设计开发智能算法(Python),对可能发生热失控的电池进行提前识别,提早发现隐患,减少电池安全事故;2. 本项目通过维护和改进电氢耦合的综合能源系统优化模型(Julia),研究如何对我国未来以电和氢为主要载体的综合能源系统进行规划和调控

拟接收学生人数:2

对学生的要求:至少熟练掌握一门编程语言(Python、Julia、R、C++等),修过机器学习或概率统计等课程者优先

 

51. 宋洁

题目:1. 基于负荷大数据技术的乌兰察布地区有序用电策略研究;2. 基于强化学习的电网需求响应策略研究

题目概况:1.针对乌兰察布地区高峰期出现限电的情况,基于电力大用户负荷数据建立负荷特征库,研究负荷分解算法和多尺度有序用电策略,实现电网的安全稳定运行;2.在电力系统中,由于风、光等新能源发电的加入,电力系统实现供需实时平衡的压力加大。本项题目从需求侧出发,研究基于学习算法的需求响应策略。

拟接收学生人数:2

对学生的要求:1)态度认真负责,希翼在本研中得到科研能力的实在提升或一定的科研成果; 2)具备较好的数理基础,对大数据分析、学习算法、数学优化等感兴趣

 

52. 陈光

题目:1 探究盐和pH值对高分子溶液的流变学特性的影响; 2 探究盐和pH值对水凝胶溶胀性的影响; 3 导电软物质与智能材料; 4 带电多体体系的分子动力学仿真与开发。

题目概况:带电软物质在自然界和生产活动中是无处不在的。许多软物质体系在水中皆因电离而产生复杂的静电相互作用,同时被赋予特殊的功能。如细胞膜的离子通道具有选择透过性;柔性电子常用的水凝胶具有响应型溶胀性和导电性;聚电解质溶液的流变学特性也一度是工业中的谜题。大家将从理论、仿真和应用开展研究。

拟接收学生人数:8

对学生的要求:对科研有好奇心,有热情,工作认真负责。

 

53. 段慧玲

题目:仿生鲨鱼皮表面制备及减阻性能研究

题目概况:流动减阻一直是科学界和工程界关心的热点问题。通过向自然界学习,人们发现鲨鱼皮表面具有特殊的微结构,这些微结构通过控制边界层内的流动结构,实现流动控制与减阻的效果。然而,鲨鱼皮表面的减阻机理尚不清楚,本课题拟通过3D打印方法制备出仿鲨鱼皮结构,并通过循环水槽实验测试其减阻效果,分析不同流动状态下鲨鱼皮表面的减阻机理。

拟接收学生人数:1

对学生的要求:

 

54. 段慧玲

题目:仿水母折纸机器人及其水中上浮下潜运动研究

题目概况:水母作为水生环境中重要的浮游生物,在水中可实现自由上浮、悬停、下潜运动,具有推进方式简单、游动过程无噪声等优异运动特征,是水下仿生机器人重要的研究对象。本课题旨在设计制造基于折纸结构的仿水母机器人,实现在水中的上浮下潜运动,并分析其运动特性;利用折纸结构大变形,多稳态等特点,调控仿水母折纸机器人的运动行为。

拟接收学生人数:1

对学生的要求:

 

55. 段慧玲

题目:空间可展开天线的折纸结构设计

题目概况:折纸原理是一种通过折叠来实现从简单二维结构到复杂三维结构的转变,已经被广泛应用于机械超材料、软体机器人以及太空装备的可展结构等设计中。本课题旨在基于折纸原理来设计可伸缩的桁架式空间天线或可折叠的球面空间天线,使得天线在收拢时体积较小而展开后体积较大,即具有较高的折展比,为卫星天线结构设计提供新思路。

拟接收学生人数:1

对学生的要求:

 

56. 段慧玲

题目:基于相变复合材料的网状机器人设计与制备

题目概况:相变复合材料具有感知环境温度变化,改变自身模量与形态的特点。利用3D打印技术可将相变复合材料制备成具有变形变刚度能力的结构,可以实现机器人关键部件的设计与制造,具有很好的应用潜力。本课题旨在设计基于相变复合材料的网状机器人,通过电加热方式控制网状机器人的局部刚度变化,采用气动方式驱动网状结构的局部收缩/膨胀,进而调控网状机器人的变形与体积变化,实现兼具抓取与运动功能,为机器人在复杂环境的探测与运输等应用提供新思路。

拟接收学生人数:1

对学生的要求:

 

57. 段慧玲

题目:辐照FCC金属材料的位错通道模拟

题目概况:辐照损伤是引起核材料失效的主要因素,其中辐照引起的材料脆化是辐照金属材料的常见现象。通常来说,在塑性变形过程中,辐照材料内部的位错和辐照缺陷的相互作用会导致缺陷发生湮灭,从而导致位错通道的形成。由于位错通道中辐照缺陷很少,位错会优先从通道中滑移,因此会发生严重的变形局域化。这种非均匀的变形模型会使材料内部很容易产生微裂纹和空洞,导致材料发生失效和断裂韧性的下降,最终影响到工程的安全性与寿命。因此建立辐照缺陷,与材料宏观力学性能之间的理论关系,准确地模拟位错通道的形成对发展先进抗辐照材料具有重要的意义。

拟接收学生人数:1

对学生的要求:

 

58. 段慧玲

题目:高应变率加载下延性金属动态损伤的有限元模拟

题目概况:高应变率加载条件下,延性金属的孔洞成核、生长、汇聚是导致其失效的主要机制。微孔洞由第二相粒子、夹杂或晶界处成核,受基体粘塑性和惯性效应的主导而生长,最终汇聚造成破坏。可以说相比于静态加载,高应变率加载下的金属不仅本构关系会发生变化,呈现出率相关、热力耦合的特征,而且损伤起始和演化机制也会发生相应的变化。因此,建立基于物理机制的损伤演化规律与动态本构关系,对于预测延性金属在高应变率加载状态下的服役表现有重要意义。在本课题中,学生将学习现有经典的延性金属动态本构关系,通过ABAQUS的用户自定义子程序对该本构

拟接收学生人数:1

对学生的要求:

 

59. 赵耀民

题目:1. 可说明的数据驱动建模研究; 2. 软尾降噪减阻研究

题目概况:

1. 基于大量科研数据,采用不同机器学习算法构建可说明的数据驱动模型,比较算法在建模过程中的优劣;

2. 平板/翼形/钝体尾部添加软体结构可能实现降噪减阻,本课题利用计算流体力学程序开展相关模拟,定量化研究相关结构的减阻降噪特性

拟接收学生人数:2

对学生的要求:

 

60. 谢金翰

题目:1. 磁旋不稳定性的饱和机制;2.盐指对流中重力波的影响;3. 倾斜热对流的振幅方程; 4. 可滑移边条件对内波射流的影响;5. 点涡模型中镜像不对称性的统计效应

题目概况:

1. 吸积盘在向内塌缩的过程中必然伴随着角动量的向外输运,而现有的输运机制并不足以提供足够大的角动量输运强度。磁旋不稳定性(magnetorotatonal instability),及其所导致的湍流混合,被视作一个可能的提供角动量输运的机制。本项目将基于研究模态相互作用在极限参数情况下研究磁旋不稳定性的发展和饱和,探索新的非线性饱和机制。

2. 海洋的密度主要由温度和盐度决定。当流体密度稳定分层时,温度和盐度的扩散率的差异也可以导致不稳定性的存在,进而引起流动。本项目将研究平均模态、不稳定模态和重力波模态的相互作用,探索不稳定性的饱和机制,侧重于考察在饱和机制中重力波的作用。

3.热对流是自然和工业流体中的一个典型流动系统。其产生原因是温度影响流体微元密度,进而在浮力作用下驱动流体。在通常的设置中,重力的方向和温度梯度平行。本项目研究当系统倾斜时,重力的方向和温度梯度不平行导致的对称破缺所导致的流动结构的改变。本项目将在小倾角的情况下推导对流卷的振幅方程,进而研究次方程的性质。

4. 重力和旋转使得在大气和海洋中存在内波。在大多数区域,大特征尺度可以让大家忽略粘性的作用。但是在边界附近,粘性的作用不可忽略。粘性会导致内波的能量损失,但是动量守恒,于是内波动量会转移到平均流动上,大家称此现象为射流。本项目研究当边界速度可滑移时内波射流的相应。

5. 本项目考察二维点涡相互作用到达的统计平衡态的性质。之前研究大多考虑涡量具有反射对称性,这里大家将研究反射不对称性所带来的影响。例如,在三阶横向速度结构函数在反射对称性满足时等于零,而当反射对称性破坏时,本项目将探索三阶横向速度结构函数跟涡量分布之间的关系。研究此简化系统将对大家理解一些自然流动有很大帮助,例如,在大气和中气旋和反气旋的不对称性。

拟接收学生人数:每个题目1人

对学生的要求:

 

61. 朱怀球

题目:机器学习在基因组学中的运用
题目概况:随着人工智能和生物医学大数据的飞速发展,机器学习在生物医学中得到广泛运用。本课题组研究领域为生物医学信息学和计算生物学,包括基因组生物信息学方法和技术、环境与人体微生物组学以及生物医学数据的算法研究,尤其关注人工智能、机器学习方法的运用。近年来,致力于发展基于二代和三代测序技术的基因组生物信息学方法和技术,在微生物组学分析、人类基因组结构变异检测与疾病关联分析等完成了一系列原创性的工作。发展的微生物基因组分析与基因预测系列方法并被应用于多项微生物基因组测序计划。
拟接收学生人数:1-3

 

62. 张玺

题目:面向工艺全流程数据分析的汽车产品可靠性测试建模;2.非侵入式脑电数据融合下的脑网络建模;
题目概况:通过过程采集的各项数据对复杂情况系统进行时空描述和推断。
拟接收学生人数:2
对学生的要求:数学和编程能力突出。

 

63. 王健平

题目: 火箭式连续爆轰发动机的数值模拟和实验研究;冲压式连续爆轰发动机的数值模拟和实验研究;涡喷式连续爆轰发动机的数值模拟和实验研究。
题目概况:与现有的火箭、冲压、涡喷发动机的燃烧方式不同,连续爆轰发动机采用超声速的爆轰燃烧,具有燃烧速度快、热效率高、推力大幅可调,可以大幅提升性能,有望成为下一代航空航天主要动力,已成为国内外热点。王健平是这一领域国际最著名的学者之一,受到习总书记接见,国家重大计划支撑。
拟接收学生人数:3
对学生的要求:参加组会,参加实验,按绩效付助学金

 

64.毛晟

题目:基于机器学习的高效形状表征方法
题目概况:许多领域,如科学计算、计算机视觉等迫切地需要对物体复杂形状的高效表征方法。本项研究将利用神经网络的方法来实现这一目标,这个算法主要基于DeepSDF(Park 2019)的工作,并结合最新的机器学习框架来实现网络的训练、验证和使用。最终的目标是将这种方法与并行计算、GPU计算结合起来,最终解决实际当中的工程问题。
拟接收学生人数:1-2
对学生的要求:会python以及其他基本编程语言

 

65.段志生
题目:全自主无人机任务决策与路径规划方法研究
题目先容:美国《无人机系统路线图2005-2030》中指出发展去中心化、自主化、自治化的分布式自主飞行技术是无人机集群研究的核心任务之一,相关技术的发展将极大促进在强对抗环境下无人系统作用的发挥。但无人系统自主化水平的提高迫切需要与之相关的决策与规划技术的发展,特别是开发在现有硬件条件下可计算的时间复杂度算法。本课题拟探索无人机在任务空间下的智能决策技术,以及在操作空间中的自主路径规划方法,通过理论研究与方法探索,释放无人机的巨大潜能,为其后续的集群化发展与非约束环境条件下复杂任务的实行奠定理论与方法基础。
本课题希翼学生通过自主学习的方式了解任务规划与路径规划问题,建立并完善与之相关的数学模型,掌握约束条件下的决策与规划问题的一般求解方法。并在此基础上结合具体的任务优化相关算法,最后通过仿真和飞行实验,验证算法拟接收学生人数:1~2人
对学生的要求:数学物理基础较好;熟悉C++、ROS、SolidWorks;具有较强的自学能力和动手能力。

 

 

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