地区：上海市 宝山区
关键词：同济大学;华南理工大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000004522
成果描述：
| 该项目属于土木建筑工程领域。重大工程安全性与结构动力灾变密切相关。复杂工程结构的非线性随机动力响应分析与整体可靠性设计，是工程结构动力灾变研究中的关键性难题。历经20余年努力，该项目完整建立了工程随机系统的概率密度演化理论，在动力作用与随机源识别、混凝土随机损伤本构模型、结构整体抗灾可靠性分析等方面取得了重要科学发现和系列研究进展，为重大工程结构的动力灾变分析和抗灾可靠性设计提供了关键理论基础。主要科学发现和贡献包括：针对工程随机系统，建立了广义概率密度演化方程，实现了随机动力系统状态量的完全解耦，系统发展了精确高效的数值求解方法，形成了概率密度演化理论的完整体系。由此揭示：系统物理状态的变化推动了概率密度的演化。这一发现，为理解与研究随机系统的物理本质与演化规律提供了科学基础。基于概率密度演化理论，建立了结构抗灾可靠度的统一分析方法。克服了经典结构可靠度理论中的关键难题(组合爆炸、失效相关性），发现并严格证明了结构整体可靠度分析的等价极值事件法则，为工程结构可靠性设计从近似的水准2向精确的水准3跨越奠定了理论基础：建立了混凝土弹塑性随机损伤本构模型，揭示了大型工程结构中随机性传播的基本规律与结构发生动力灾变的物理-力学基础；结合概率密度演化理论，实现了大型复杂结构非线性随机响应分析与动力灾变预测；在国际范围内首次将损伤本构模型引入工程结构设计规范；提出了随机动力系统的扩阶系统方法，建立了随机建模理论与复合反演方法，为实现随机动力系统的动力作用建模与随机源识别提供了基础，引领了国内外在该方向的研究工作。先后在科学出版社和John Wiley & Sons出版中、英文专著各1部。20篇主要论著被中、美、英、法、俄等36个国家或地区的研究者他引1392次（SCI他引525次)。26次应邀在该领域国际系列学术会议上做大会特邀或keynote报告。研究成果被现代结构可靠性理论的奠基人之一、美国工程院院士洪华生称为“突破性进展”，美国工程院院士、欧洲科学院院士Spanos认为概率密度演化理论“展现了广阔的前景”，广义概率密度演化方程被丹麦爵士勋章获得者Nielsen教授命名为Li-Chen方程。2014年，李杰教授“由于提出概率密度演化理论和对大型基础设施系统基于可靠度的抗震设计的贡献”，获得该领域权威学术成就奖——美国土木工程师协会（ASCE)颁发的Freudenthal奖章，是40年来20位获奖者中的唯一亚洲学者。研究成果成功应用于632m高的上海中心大厦抗震可靠性设计、250m高特大型冷却塔抗风稳定可靠性设计等重大工程实践中，实质性推动了该领域的技术进步。概率密度演化理论的学术影响已经超出土木工程领域，被美国加州大学、法国里昂大学等一批国内外著名研究机构在水利、机械、航空航天、海洋与船舶、信息工程、地球科学乃至生物科学等领域跟踪并实质性加以应用。 |
