| 力学研究中"大数据"的启示、应用与挑战 |
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| 引用本文： | 杨强,孟松鹤,仲政,解维华,郭早阳,金华,张幸红.力学研究中"大数据"的启示、应用与挑战[J].力学进展,2020,50(1):202011. |
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| 作者姓名： | 杨强 孟松鹤 仲政 解维华 郭早阳 金华 张幸红 |
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| 作者单位： | 1 哈尔滨工业大学特种环境复合材料国家级重点实验室, 哈尔滨150001 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金;中国博士后科学基金 |
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| 摘 要： | 大数据在全世界发展迅猛, 应用成效显著.大数据独特的思维和方法, 为科学研究与探索提供了全新的范式.力学研究中,高时空分辨率、多参数同步观测与高精度、大规模模拟手段的发展,为力学大数据的发展提供了契机,大数据、机器智能方法的应用正呈现快速上升趋势.本文旨在分析大数据思维方法在力学研究中的应用, 及其启示与挑战.首先从大数据资源、大数据科学及大数据技术3个层面分析了大数据的内涵及研究态势,概括了国内外政府及组织机构的大数据发展规划.而后对比分析了力学思维方法与大数据思维方法的特点,指出两者的本质区别在于数据使用方式的不同而带来的范式差异:大数据采用数据驱动模型替代力学中的偏微分方程组以描述问题,在复杂系统的分析、预测中优势显著.回顾了大数据方法在材料性能预测、材料本构建模、湍流建模、结构健康监测及试验力学等方面的最新研究进展,以及动态数据驱动与数字孪生等大数据驱动的建模模拟新范式.总结了大数据在力学研究中应用的3种方式, 即驱动已有模型改进,挖掘复杂隐含的规律, 以及替代已有的理论方法等. 最后,建议以力学研究为主体和牵引, 大数据与力学双驱动,推动大数据与力学交叉形成理论与方法突破、及学科发展新方向.
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| 关 键 词： | 力学 大数据 数据科学 复杂性 不确定性 |
| 收稿时间： | 2018-09-05 |
Big Data in mechanical research: Potentials,applications and challenges |
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| Institution: | 1 Harbin Institute of Technology, National Key Laboratory of Science and Technology for National Defense on Advanced Composites in Special Environments, Harbin 150001, China2 Harbin Institute of Technology, Postdoctoral Research Center for Material Science and Engineering, Harbin 150001, China3 Harbin Institute of Technology (Shenzhen), Shenzhen 518055, China |
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