河北工业大学土木与交通学院

张一鸣



个人信息

张一鸣,1984年生,教授,博导

河北工业大学土木与交通学院教授

先进计算方法应用研究中心主任

国家海外高层次引进人才

主要从事岩土工程防灾减灾、计算力学方面的研究

电子邮箱:yiming.zhang@hebut.edu.cn

教育,工作经历:

2002.09-2006.06,同济大学土木工程系,本科

2006.09-2009.03,同济大学结构工程系,硕士,硕士导师为岩土与地下结构性能设计、工程维护理论与方法专家袁勇教授

2009.12-2013.11,奥地利维也纳科技大学材料与力学工程系,助理研究员,获得博士学位,博士导师为计算力学泰斗,奥地利前科学院院长,二十国院士包括中国工程院外籍院士Herbert A. Mang

2013.11-2016.10奥地利因斯布鲁克大学材料与结构工程系,博士后研究员

2016.10-2017.10,德国汉诺威莱布尼兹大学连续介质计算力学所,研究员

2017.12-2019.02,河北工业大学,土木与交通学院,副教授

2019.02-至今,河北工业大学,土木与交通学院,教授

参与及主持项目:

1. 2009-2015奥地利国家安全研究KIRAS项目组三项子813794824781836268地下基础设施与建筑物抗火性能研究(项目资助总金额共计145万欧元),独立负责多孔介质材料的---力学-损伤耦合数值模拟平台程序的开发与应用

2. 2015-2016,奥地利国家科研基金FWF项目编号P25614自适应滑移面拓扑优化计算(项目资助总金额35万欧元),独立负责算法建立与编程组织模块;

3. 2016-2017,德国洪堡基金T索菲亚T·科瓦雷夫斯卡亚2015年获奖者庄晓莹教授组成员,参与聚合材料热--损伤-修复多物理场耦合计算模拟平台及拓扑优化分析数值程序的开发。

4.目前主持国家自然科学基金3项,河北省自然科学基金面上项目3

代表性论文

[1]. Y. Zhang, R. Lackner*, M. Zeiml and H. Mang. “Strong discontinuity embedded approach with standard SOS formulation: Element formulation, energy-based crack-tracking strategy, and validations”. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, vol 287, pp. 335-366, 2015解决了困扰学界27年内嵌不连续单元采用静态对称优化模式伴随的应力锁死问题。

[2]. Y. Zhang *. “Multi-slicing strategy for the three-dimensional discontinuity layout optimization (3D DLO)”. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, vol 41, pp. 488-507, 2017创新性地提出了多切片裂面优化法,是截至2021年底世界范围内发表的两篇有关三维裂面优化的期刊论文中的一篇。

[3]. Y. Zhang *, M. Zeiml, M. Maier, Y. Yuan and R. Lackner. “Fast assessing spalling risk of tunnel linings under RABT fire: From a coupled Thermo-Hydro-Chemo-Mechanical model towards an estimation method”. Engineering Structures, vol 142, pp. 1-19, 2017提出了隧道衬砌在火荷载作用下爆裂的快速评估方法,部分内容被用于多条奥地利公路隧道抗火性能评估(获奥地利国家安全项目KIRAS支持)。

[4]. Y. Zhang, X. Zhuang* and R. Lackner. “Stability analysis of shotcrete supported crown of NATM tunnels with Discontinuity Layout Optimization”, International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, vol 42, pp. 1199-1216, 2018

[5]. Y. Zhang and X. Zhuang*. “Cracking elements: a self-propagating Strong Discontinuity embedded Approach for quasi-brittle fracture”, Finite Elements in Analysis and Design, vol 144, pp. 84-100, 2018基于内嵌不连续单元,提出了一类裂缝自扩展模型并将其命名为破裂单元法。

[6]. Y. Zhang and X. Zhuang*. “Cracking elements method for dynamic brittle fracture”, Theoretical and Applied Fracture Mechanics, vol 102, pp. 1-9, 2019

[7]. Z. Sun, Y. Zhang *, Y. Yuan, and H. Mang*, “Stability analysis of a fire-loaded shallow tunnel by means of a thermo-hydro-chemo-mechanical model and discontinuity layout optimization” International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, vol 43, pp. 2551-2564, 2019

[8]. Y. Zhang, Z. Gao, Y. Li, and X. Zhuang*, “On the crack opening and energy dissipation in a continuum based disconnected crack model,” Finite Elements in Analysis and Design, vol 170, 103333, 2020

[9]. Y. Zhang* and H. Mang*, “Global cracking elements: a novel tool for Galerkin-based approaches simulating quasi-brittle fracture,” International Journal for Numerical Methods in Engineering, vol 121, pp. 2462-2480, 2462-2480, 2020Herbert A. Mang院士一同提出并建立了计算效率高、数值稳定性好的广域破裂单元法。

[10]. L. Mu and Y. Zhang*, “ Cracking elements method with 6-node triangular element” Finite Elements in Analysis and Design, Volume 177, 103421, 2020

已授权发明专利及软件著作权:

1. 三维不连续布局优化的多切面算法与点集搜索系统[MSPS], 软件著作权, 2018.(登记号:2018SR108693

2. 温度湿度化学变形强耦合计算软件[THCM], 软件著作权, 2018.(登记号:2018SR106043

3. 微极性键基三参数近场动力学计算软件[MPPD] , 软件著作权, 2020.(登记号:2020SR1070734

4. 隧道火灾消防设备运维管理系统, 软件著作权, 2021.(登记号:2021SR1586698

5. 隧道火灾物联网远程监控系统, 软件著作权, 2021.(登记号:2021SR1586776

6. 边坡失稳位移监测分析系统, 软件著作权, 2021.(登记号:2021SR1586777

7. 隧道火灾智能疏导应急防控系统, 软件著作权, 2021.(登记号:2021SR1586775

8. 张一鸣, 杨雪晴,孙子正,马国伟,高之然. 一种隧道管片或围岩衬砌渗透系数测试系统, 实用新型. (专利号:ZL 2018 2 2098465.1

9. 李世海, 高之然, 张一鸣. 一种高地温地质隧道降温系统, 实用新型. (专利号:ZL 2019 2 1744730.7

10. 张一鸣,杨雪晴,高之然. 混凝土瞬态高温变形与破坏的同步测试系统, 实用新型. (专利号:ZL2019 2 1939815.0

11. 张一鸣,杨雪晴,张福海,李方舰. 隧道火灾自供电照明系统, 实用新型. (专利号:ZL 2020 2 1135756.4

12. 高慧,张一鸣,杨雪晴,高之然. 一种用于教学演示的降温装置, 实用新型. (专利号:ZL 2020 2 1920318.9

13. 张一鸣,高慧,杨雪晴,高之然. 一种高地温地质隧道基于台车的降温系统, 实用新型. (专利号:ZL 2020 2 1956753.7

14. 张一鸣,杨雪晴,黄俊光,高慧. 隧道导轨行进消防机器人系统, 实用新型. (专利号:ZL 2020 2 2012968.X

15. 张一鸣,杨雪晴,黄俊光,高慧. 隧道消防机器人, 实用新型. (专利号:ZL 2020 2 2983404.0

16. 王雪雅,张一鸣,杨雪晴,牛犇,王骏林. 螺纹倾斜布置肋钢管混凝土柱, 实用新型. (专利号:ZL 2020 2 2735771.9

17. 张一鸣,李赟鹏,李婧,王雪雅,侯健. 一种自行进路锥工作系统, 实用新型.(专利号:ZL 2021 2 0778681.X

18. 张一鸣,李赟鹏,王雪雅,李婧,高宇.多策略隧道光学拦截系统, 实用新型. (专利号:ZL 2021 2 0767640.0

19. 张一鸣,张福海,周玉石,杨雪晴. 一种先撑后挖的斜向预制钢桩基坑支护体系, 实用新型. (专利号:ZL 2022 2 0454138.9

擅长领域:

大体积早龄期混凝土性能控制;

火灾条件下地下混凝土结构爆裂风险评估;

岩质边坡安全性评估;

基于深度学习的工程监测大数据规律识别及预测;

主要学术成就、奖励及荣誉:

主要学术成就:

1. 解决了困扰学界27年的静力对称优化内嵌裂缝模型的应力锁死问题

2. 提出多切片三维裂面优化法,出版了裂面优化法第一中文专著

3. 提出破裂单元法,可在常规连续介质力学框架内描述准脆性材料的连续-非连续过程

4. 基于双域近场动力学建立了非均域微极近场模型与断裂准则;

5. 提出受火隧道衬砌爆裂风险快速评估准则,被用于奥地利国家安全项目子项地下结构火灾安全

所获的主要荣誉:

1. 国家海外高层次引进人才,2019

2. 国际岩石力学与工程数值模拟大赛,优秀指导老师,2021

3. 2021一带一路暨金砖国家技能发展与技术创新大赛之工程仿真创新设计赛项(企业组),项目获得全国二等奖,个人获优秀教练称号