力學學科基于力學基礎理論研究，以力學應用中的方法和技術研究為重點，面向土木工程、機械工程、能源領域、航空航天工程等相關應用研究領域，解決其中的重大理論與應用問題，系統開展應用基礎理論和關鍵工程技術研究。目前已形成了“重大工程災變”、“微納米力學”及“磁流體自發電”，“非牛頓流體的傳導”以及“航天器協同機動”等五個主要研究方向：

一、重大工程災變中的關鍵力學問題

以國家重大工程安全的重大需求與解決重大工程災變問題問目标，針對長大橋梁和大型建築（包括超高建築、大型空間建築、城市大型地下建築）等重大工程，采用理論分析、模型試驗、現場實測和數值模拟等研究手段，發揮工程科學與材料科學、地球科學、數理科學和信息科學等多學科交叉創新的優勢，研究重大工程的損傷破壞演化過程，揭示重大工程的損傷機理和破壞倒塌機制，建立重大工程動力災變模拟系統，實現對重大工程的動力災變過程從簡單效應分析到多效應耦合的全過程分析的重點跨越和理論升華，為我國安全建設和運營提供科學支撐。

二、微納米結構多場耦合中的關鍵力學問題

開展了微納米尺度下結構的力電耦合多尺度理論研究。建立了“宏觀-細觀-微觀”多尺度的理論模型并建立其表征法則，研究微結構下力學和電學特性與宏觀尺度的區别和聯系，為微納米結構的廣泛應用奠定堅實的理論和評價體系。

三、磁流體自激發電現象中的關鍵力學問題

主要研究磁流體自激發電現象、磁重聯現象和流體動力學問題。發現了邊界條件對磁流體自激發電現象的影響規律，對法國VKS磁流體自激發電實驗的成功起到了關鍵作用；提出了換熱器多目标優化設計方法；建立了和傳統的傳熱控制方程相容的傳熱變分原理；完善了擴展不可逆熱力學理論；基于玻爾茲曼方程推出了微納尺度傳熱中熱通量滿足的滑移邊界條件；建立了微納尺度導熱的熱共振現象發生的條件。

四、非牛頓流體在多孔介質中傳導中的關鍵力學問題

發展了粘彈性流體的新型本構模型和相關求解方法，系統描述了非牛頓流體在多孔介質内的熱對流穩定性問題。

五、航天器遠程快速協同機動最優控制中的關鍵力學問題

近年來，我國政府相繼提出了載人登月、深空探測、重型運載火箭等宏偉目标。之後，我國發射太空實驗室、載人和貨運太空船、月球探測衛星、完善北鬥系統、突破和掌握太空人駐留時間、太空維生系統及推進燃料補給等太空站關鍵技術等，為興建太空站進行技術準備。軌道機動、交會對接是空間操作最主要的工作。因此，本團隊所研究内容為國家在未來航天時代亟待解決的關鍵性技術。未來幾年規劃如下：

1.将緻力于複雜情形下的軌道機動理論的建立、機動過程的最優控制，如遠程協同交會、衛星編隊、太空碎片清理。

2.将緻力于人工智能算法的研究，這是目前優化仿真計算中亟待解決的問題，改進智能算法、組合智能算法、算法結果的再修正都是我們的研究方向。

3.将緻力研究可實現空間操作過程，如特定方向快速軌道機動命題、衛星在指定軌道的集結編隊問題。