2024年，力学与工程科学学院2篇论文入选封面和亮点论文。其中程玉民教授课题组的成果以封面论文形式发表于《International Journal for Numerical Methods in Engineering》，江进武教授课题组的成果以亮点论文（Featured Article）形式发表于《Applied Physics Reviews》。
程玉民教授课题组的成果《An enriched virtual element method for 2D-3C generalized membrane shell model on surface》以封面论文形式发表于《International Journal for Numerical Methods in Engineering》，该期刊为计算力学和科学工程计算研究方面的著名期刊，程玉民教授和西安理工大学沈晓芹教授为本文通讯作者。该文作者被Wiley出版社授予“Wiley China Excellent Author Program”证书。
使用有限元方法处理复杂的壳表面时，通常仅限于简单的几何网格，如三角形和四边形，并且必须细化网格以满足计算精度要求，这大大增加了计算成本。该文根据广义膜壳的各分量的不同正则性，通过正交条件构造了该模型适用于任意多边形网格的虚拟元方法。此方法无需基函数的显示表达式，只通过自由度就可以进行计算，突破了传统有限元对网格的限制，实现了广义膜壳模型在任意多边形网格上的数值方法。数值结果验证了所构造格式不仅能够准确的反映膜壳受力后位移变化情况，而且相比于传统有限元能够降低计算代价。
原文出处：https://doi.org/10.1002/nme.7432
程玉民教授课题组的封面论文
程玉民教授的“Wiley China Excellent Author Program”证书
江进武教授课题组基于纳米尺度下多态石墨烯/富勒烯/石墨烯异质结构，设计了一种通过应变调控的新型非易失性机械计算机。相关成果《Graphene-fullerene heterostructures as robust and flexible nanomechanical bits》发表在《Applied Physics Reviews》上，并被编辑部遴选为期刊亮点论文。上海大学为第一单位，博士研究生薛亦璇为第一作者，江进武教授和波士顿大学Harold S. Park教授为通讯作者。
江进武教授课题组以石墨烯/富勒烯/石墨烯异质结构为例，通过分子动力学模拟表明基于富勒烯的夹层结构具有多种稳态结构（International Journal of Solids and Structures 281 (2023): 112419）。这些结构依赖于二维材料和富勒烯的面积比：富勒烯在面积比 1π 下可由圆形转变为矩形，随着面积比的增加，矩形富勒烯周围吸附的二维材料由于弯曲能和内聚能之间的竞争而分离。这种吸附-分离结构的转换可使石墨烯/富勒烯/石墨烯异质结构的界面热阻表现出阶梯状的增强（International Journal of Heat and Mass Transfer 212 (2023): 124222）。因此，石墨烯/富勒烯/石墨烯异质结构中的吸附和分离结构可通过应变改变内聚能发生转换，从而构建机械计算机中的关键组件-机械储存器（一位及二位）和逻辑门（NOT, AND, OR, NAND, NOR, XOR,及XNOR），所改变的机械信号可通过热学信号被观测。研究表明，石墨烯/富勒烯/石墨烯机械计算机在高温和低温（10K-500K）等极端环境下具有优异的稳定性和鲁棒性，预估的误差率仅为0.97%。同时，石墨烯/富勒烯/石墨烯机械计算机不仅能够在没有外部干预的情况下恢复到原始的逻辑功能，还能够实现可重新编程性和时序逻辑，从而降低集成的复杂性，构建具有更复杂和更灵活功能的设备。这些发现为开发基于大型纳米材料的机械计算机提供了新的机会。
原文出处：https://doi.org/10.1063/5.0191344
江进武教授课题组的亮点论文
