《曲面構型薄膜－基底系統失穩及後屈曲形貌演化研究》是依託北京套用物理與計算數學研究所，由黃蕭擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：曲面構型薄膜－基底系統失穩及後屈曲形貌演化研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：黃蕭
- 依託單位：北京套用物理與計算數學研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基底上薄膜失穩的現象在自然界以及日常生活中廣泛存在，開展薄膜－基底系統失穩的研究不僅可以指導工程結構的設計，而且可以利用失穩產生的特定表面形貌，製備具有先進功能的材料。然而現有的研究大多集中於平面構型，曲面基底上薄膜的失穩尤其是薄膜後屈曲過程中的形貌演化及轉變仍然是個具有挑戰性的問題。本項目擬通過系統的理論分析和高效的數值計算方法，研究圓柱和圓球兩種構型的薄膜－基底系統的失穩行為，重點關注薄膜後屈曲過程中的形貌演化及轉變。擬採用能量法建立曲面基底上薄膜失穩的理論模型，求解得到臨界特徵及薄膜後屈曲行為。擬發展基於譜方法的高效數值計算方法模擬系統的失穩和形貌演化，並與理論結果進行對比。基於理論分析模型和數值計算方法，探討基底曲率和基底本構非線性對薄膜三維形貌演化的影響。本項目的研究結果不僅有助於理解自然界中曲面上複雜形貌的形成機理，也有望為三維曲面上的形貌製備和調控提供新途徑。
結題摘要
基底上薄膜失穩的現象在自然界以及日常生活中廣泛存在，開展薄膜－基底系統失穩的研究不僅可以指導工程結構的設計，而且可以利用失穩產生的特定表面形貌，製備具有先進功能的材料。本項目對曲面上薄膜失穩現象進行了系統的研究，對圓柱形薄膜基底結構在受內壓、軸向壓縮以及組合載入形式下的屈曲行為進行分析，並揭示了後屈曲行為中出現的局部失穩現象的原因，探討了薄膜的幾何非線性和基底的材料非線性對局部失穩的影響。此外，結合基於深度學習的人工智慧方法，探討了薄膜失穩後形貌演化圖像與輸入載荷之間的變化關係。本項目的研究結果不僅有助於理解自然界中曲面上複雜形貌的形成機理，也有望為三維曲面上的形貌製備和調控提供新途徑。
