张亮，重庆大学航空航天学院教授、博士生导师，现任工程力学系支部书记、副系主任，中国力学学会计算力学专业委员会委员，重庆大学工程力学研究所所长，南方计算力学联络委员会副主任委员，重庆市力学学会理事。2014年毕业于大连理工大学工程力学系，获计算力学博士学位。同年进入重庆大学航空航天学院工作，历任讲师、副教授、教授。

一、研究概况：

长期从事计算固体力学方法研究。目前主要研究方向为航天柔性薄膜结构非线性失稳变形的计算方法与数值模拟、柔性结构数据驱动计算力学等。已发表SCI/EI学术论文60余篇，包括Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering、International Journal For Numerical Methods In Engineering、Computational Mechanics、International Journal of Solids and Structures、International Journal of Mechanical Sciences、AIAA Journal等业内重要学术期刊。获批软件著作权3项、发明专利2项，参编书章1部。作为负责人承担国家自然科学基金项目4项、重庆市自然科学基金3项（含1项重点项目子课题）、军工项目4项、其它各类科研项目近20项。受邀在国内外重要学术会议上作学术报告10余次。

二、学术创新与科学意义：

1.基于张力场理论，提出了能够准确描述薄膜褶皱演化的拉压不对称本构模型及参变量共旋有限元方法；相比计算耗时、收敛性差的后屈曲有限元分析，基于该方法进行无褶结构优化设计效率大幅提高。

学术创新：针对薄膜褶皱失稳变形问题开展了理论、数值和实验研究。提出了一个能够刻画褶皱演化的本构模型，建立了充气薄膜承载大变形分析的参变量共旋有限元方法，解决了商业软件的收敛困难，程序代码自主可控。结合扩展多尺度有限元方法，构建了大型薄膜结构的减缩模型计算方法。相比常规有限元方法，计算效率提高了约10~20倍。推导了一个褶皱幅值的解析公式，与同类研究相比，计算精度提高60%以上。

科学意义：中国科学院院士郭旭教授评价为：“Zhang等首次提出了一个基准算例”、“能够有效地预测薄膜褶皱区域的演变”。与银河航天（北京）科技有限公司的项目合作中获得正面评价，自研软件“充气膜结构褶皱变形分析计算模拟系统V1.0”被应用于柔性太阳翼热应力分析，可为银河航天灵犀03星太阳翼组件布局改型设计提供技术支撑”。

2.从变分原理源头出发，构建了能够准确描述应力非光滑（拉压不对称）约束条件的互补有限元方法，极大地提高了索网结构（含松弛）大变形分析的算法稳定性。

学术创新：构建了拉压不对称问题的参变量变分格式及稳定收敛的互补有限元方法，实现了从一维应力状态（索网天线）到二维平面应力问题（薄膜褶皱变形）、三维（砌体结构）非光滑力学问题的高效求解。该方法避免了传统的迭代求解过程，数值收敛性得到极大的改善。索网天线结构力学分析中，该方法比著名的BFGS算法效率提高约5-10倍。在此基础上，建立了空间索网结构大变形精确调控的数据驱动设计方法，并拓展应用于柔性捕获机构、柔性机器人的驱动设计。

科学意义：国家杰出青年基金获得者姜潮教授评价为：“能有效地克服传统双模量材料结构分析迭代过程中的不收敛问题”。美国国家工程院院士Robert E. Skelton教授认为：“基于共旋有限元方法发展了一种有效的列式”。此外，该研究成果还得到了来自斯洛文尼亚卢布尔雅那大学、马来亚大学等多位学者的关注，获引500余次。该方法研发的专业软件成功应用于航天八院805所的索网天线结构找形分析，得到应用单位的积极评价：“适用性广、可靠性强，成为该类结构力学分析的主要工具之一，具有很好的应用和推广价值”。

3.构建了武器装备密闭空间内气氛演化的“力学-化学”耦合模型及降阶算法，年尺度气体浓度分布预测的计算时间为14小时，远小于设计单位要求的2周时间。

学术创新：对武器装备密闭空间内气氛演化问题，构建了“力学-化学”耦合框架下的多组分气体扩散模型，揭示了金属化学反应与气氛浓度的相互影响机制，为密闭空间气体演化模拟提供了理论依据。采用本征正交分解降阶算法降低计算复杂度，自主研发的仿真软件在32核服务器上，计算约14小时（远小于设计单位要求的2周时间），便可完成武器装备结构内部气氛演化一年后的浓度分布预测，为数字装备研发奠定了算法基础。

科学意义：中物院总体所对该研究成果高度评价为“建立了一种年时间尺度下狭缝空间多组分气体演化高效计算方法，可为解决装备多组分气体跨时空尺度的演化模拟提供支撑；形成了一套从工况设定、模型建立到加速计算的全过程可控仿真平台”。

三、教学与人才培养：

指导一个本科生团队获得“第八届中国国际互联网+大学生创新创业大赛”重庆市金奖1项（2022），个人荣获“重庆市优秀创新创业导师”（2022）、中国力学学会“第十三届全国周培源大学生力学竞赛优秀指导教师”（2021）。作为骨干成员（个人排名第5），建成“虚拟仿真实验国家级一流本科课程”1门（2023），重庆市虚拟仿真实验一流本科课程1门（2022），并已在全校基础力学课程教学中使用达5900余次。指导1名研究生获得“第十三届南方计算力学学术会议”优秀论文奖（2019）。指导多名本科生获得“重庆大学优秀毕业论文”。主持重庆市级教改项目1项（2022），主持并参与重庆大学教改项目多项。担任工程力学系计算力学课程组组长，理论力学课程负责人。

四、招贤纳士：

欢迎有力学、机械、土木、软件等专业背景的同学报考硕士或博士研究生，课题组将为其提供优越的科研条件、充分的工程项目训练、出国访学和联合培养的机会。入站博士后享受“学校基本薪酬+课题组绩效奖励”。