本周课题导视
物理力学方向
1►《工程物理核心：流体物理学基础研究【高中组】》
项目背景
流体力学是一门基础性很强和应用性广泛的学科，是解决全球变暖、淡水供应和新能源问题的幕后功臣，也是机械工程、化学工程、土木工程、生物工程、环境工程、航空航天工程、海洋工程、石油工程、能源工程等工程类专业和数值模拟计算机科学专业的核心研究对象，已被各国政府列入可持续发展白皮书。
中国国家自然科学基金针对流体力学领域最新研究进展和发展方向，促进该领域发展的途径或措施、优先资助领域和研究方向、学科新的分类和学科代码等进行深入的交流和研讨。可以说，流体力学具有多样的研究方向和广阔的就业前景。
了解流体力学领域发展前沿和动态，具有独立开展科学研究工作能力的高层次专门人才，在政府、建筑开发、施工、设计、科研单位、管理等部门都可以找到极佳的就业机会。
个性化研究课题参考：
●磁场作用下电渗流的流动及传热研究
● 人体动脉的计算流体力学模拟与分析
● 管线型高剪切混合器流体力学与返混特性
● 柔性叶片潮流能水轮机水动力学性能研究
2►《工程物理核心：流体力学的数值分析综合研究【大学组】》
项目背景
本项目将采用流体动力学通用的积分和微分方程讨论流体动力学中的经典问题。而后项目将逐步深入并着重于在可压缩及不可压缩情况，时间无关问题方程的分别对应的数值解。
学生将在导师的指导下以科学的方法记录并且分析研究结果，在项目结束时提交项目报告，进行成果展示。
个性化研究课题参考：
● 微通道中高分子溶液流变特性与横向迁移行为研究
● 微纳尺度单相液体流动机理研究
● 气固流化床内两相流动特性的数值模拟及结构优化设计
● 流体力学补偿标准伽辽金有限元及其在建筑风场中的应用
3►《物理学课题：力学原理与天体物理综合研究》
项目背景
康德曾说过，宇宙间有两样东西，你越思考它，它在你心中涌出来敬畏和伟大就越加强烈，那就是：头顶的星空和我们内心的道德律。
浩瀚无垠的宇宙自古以来就是最令人类产生无限遐思的地方，也是富有诗意和哲理的地方。劳伦斯·M·克劳斯曾说过，你身体里的每一个原子都来自一颗爆炸了的恒星，形成你左手的原子，可能与右手的来自不同的恒星；你的一切都是星辰。
众所周知，星系的恒星都在绕着星系中心公转，恒星距离星系中心的位置不同的话，它的公转速度也大不相同。从围绕恒星移动的行星到围绕行星移动的卫星和相互环绕轨道上的黑洞，在宇宙中随处可见轨道运动的例子。
本课程将解释如何利用轨道计算推测星球轨道原理、人造卫星轨道周期、月球轨道等，如何利用天文观测来推断遥远恒星周围行星的存在，带领学生探究宇宙的奥秘。
个性化研究课题参考
● 木星探测器轨道计算中的动力学研究
● 系外行星研究：寻找另一个地球
● 天体测量法探测系外行星
4►《量子计算专题：解密未来计算机 量子力学规律及其在加速算法运行及密码破译中的应用》
项目背景
现代计算机在过去的几十年内帮助人类解决了许多问题，大幅度解放了劳动力。但是，仍有一些问题是现代计算机无法处理的。
而量子计算的目标就是克服普通计算机的瓶颈，解决更多更复杂的问题。在大数据时代，经典计算机算法的发展举步维艰，即使拥有强大的硬件也无法有效解决很多问题；而量子计算机借助量子状态、量子纠缠等属性可快速处理近乎无限多的变量。
包括Google和NASA在内的众多国内外企业与科研机构都在量子计算领域投入了大量科研资金，并于近些年取得了初步成果。在不久的将来，随着量子计算机投入量产，其必然会在网络安全、互联网搜索和人工智能中担任举足轻重的角色，并深刻改变现代制造业、服务业的各个领域。
个性化研究课题参考：
● 量子力学基础知识
● 量子计算的数学模型
● 量子计算物理系统和量子容错机制
● 概率性量子算法案例探究
● 利用Simon算法将指数复杂的问题在线性复杂度时间内解决
● 使用量子退火算法进行高效质因数分解
● 利用Grover搜索算法寻找黑箱函数的输出
● 量子密码学基础（破解RSA加密算法）
5►《机械工程核心课题：车辆与飞机空气动力学数值分析探究》
项目背景
超临界翼型于1967年由NASA兰利研究中心的惠特科姆博士提出，它是一种适用于高亚声速飞机的中等厚度翼型，它同时具备优异的高速特性和良好的低速特性。
与高速普通翼型相比，超临界翼型能够把阻力发散马赫数提高大约0.05-0.12，或者把翼型的最大相对厚度提高2%-5%。随后流体力学在机械工程、化学工程、土木工程、生物工程、环境工程、航空航天工程、海洋工程、石油工程、能源工程领域中的应用受到了人们的广泛关注，也成为了解决全球变暖、淡水供应和新能源问题的幕后功臣，被各国政府列入可持续发展白皮书。
近年来，特别是由于流体力学和数理分析的融合，流体工程得到了快速地发展，在汽车制造领域，借助流体力学可以优化车身的设计，降低车身的空气阻力，提高燃油的经济性，在航空航天领域，指导机翼的设计等。
个性化研究课题参考：
● 航天飞机跨声速机翼绕流气动特性分析
● 流体力学指引下的汽车空气阻力探究及车型设计原理
● 气固流化床内两相流动特性的数值模拟及结构优化设计
● 流体力学补偿标准伽辽金有限元及其在建筑风场中的应用
6►《机械工程综合课题：热机与热力学研究》
项目背景
1860年，比利时工程师艾蒂安·勒努瓦以蒸汽机为蓝本制成世界上第一台实用内燃机，并且实现量产。虽然这台内燃机效率仅有2%-3%，却宣告了第一次工业革命蒸汽时代结束。
时至今日，热力学已经成为现代能源产业基石，更是机械工程核心研究领域。学习与发展内燃机技术，有助于实现可持续发展目标，确保所有人取得可负担、可靠、永续、现代的能源，应对气候变迁及其深层影响。项目将聚焦机械工程热力学核心研究领域。
个性化研究课题参考：
● 家用燃气热水器水循环特性分析及在线监测
● 超临界二氧化碳布雷顿循环系统动态特性研究
● 不同热机循环下碟式太阳能热发电系统热力学分析
【竞赛报名/项目咨询请加微信：mollywei007】
