◆个人简介
杨森,男,工学博士学位。
联系方式:syang@gznu.edu.cn
贵州省贵阳市,贵州师范大学花溪校区,机械与电气工程学院8321室;
杨森,工学博士,贵州师范大学机电学院副教授、硕士生导师。2020年博士毕业于美国麻省大学达特茅斯分校(UMass Dartmouth),2021年作为高层次人才引进回国任教。
长期从事固体力学、多功能智能复合材料及先进增材制造的基础与实验研究。近年立足于计算力学与应用数学的交叉前沿,全面推进“AI for Science”在力学领域的应用转型,重点聚焦于:基于物理信息神经网络(PINNs)的无网格跨尺度求解、AI辅助的3D打印拓扑结构优化与服役性能评估、复杂强非均质微结构的数字孪生生成式重构,以及结构损伤的智能反演方法。
目前主持贵州省科技计划项目;曾作为核心人员参研3项美国国家科学基金(NSF)项目。以第一或通讯作者在Composite Structures、IJMS 等领域内权威期刊发表多篇高水平SCI论文,并多次受邀在麻省理工学院(MIT)等国际知名高校及学术会议做口头报告。
◆研究领域
l学术研究向(面向机械学硕、机械专硕)
本方向立足于计算力学、先进材料与人工智能的深度交叉前沿,致力于盘点与激活高质量历史实验数据资产,探索数据与物理双驱动的计算力学新范式。
AI驱动的计算力学与数字孪生: 基于物理信息神经网络(PINNs)的多物理场偏微分方程求解与无网格正向推演;复杂强非均质微结构的高保真三维数字孪生生成式重构(Diffusion Model)。
智能复合材料与结构健康监测 (SHM): 涵盖碳纳米管(CNT)、石墨烯、碳纤维、天然纤维(黄麻等)的多尺度非均质导电网络构建;复杂应力场(面内剪切、曲梁弯曲等)下的力-电耦合响应机理、实时探伤及多模式损伤自感知反演(结合Simmons量子隧穿机制与贝叶斯推断框架)。
先进增材制造与结构拓扑优化: 新型功能性/导电增材制造原材料的制备开发,以及结合机器学习的打印过程在线优化;面向实际服役力学场景的3D打印(SLM金属/聚合物)支撑结构AI辅助拓扑优化。
l科学教育向(面向科学教育专硕)
本方向立足于国家科普战略与前沿工程科学的融合创新,致力于挖掘传统文化遗产(非遗)中的现代科学内涵,打造“文化情怀+硬核科技”的科教融合新范式。
传统文化遗产的现代科学内涵挖掘: 深度挖掘与保护“鹰猎”非物质文化遗产,解析生物运动与野生动物捕食过程中的工程科学原理,推动人文学术遗产向现代化科学教育资源的深度转化。
仿生结构力学与动力学的科普化设计: 以鹰猎文化遗产为切入点,通过猛禽飞行、抓取等生物物理特征提炼,向公众及青少年普及仿生拓扑力学、多体动力学、流固耦合等前沿连续介质力学概念。
先进制造(3D打印)在科教与文遗保护中的应用: 利用3D打印技术进行文化遗产的具象化三维重构,开发融合力学交互特性的硬核科普道具与数字化交互教学资源,探索先进制造赋能高端科学普及的新路径。
◆主讲课程
主讲本科课程:《普通物理》、《理论力学》、《材料力学》
主讲研究生课程:《实验设计与数据分析》
◆科研项目与学术交流
l国内主持:贵州省科技计划项目(2023—至今),“碳纳米管/碳纤维/天然纤维增强环氧树脂复合材料在实时探伤应用中的电-力学响应理论模型研究”,主持。
l海外参研(美国国家科学基金 NSF 项目):
n美国 NSF 项目(2016—2020):“Electro-mechanical Response of Multi-functional Jute/CNT/CF/Epoxy Composites”(多用途天然复合材料的电-机械响应研究),核心研究员。
n美国 NSF 项目(2018—2020):“Mechanical Characterization and Development of Novel Multi-functional Additively Manufactured Materials”(3D打印材料力学性能及新型多功能打印原材料研发),核心研究员。
n美国 NSF 项目(2012—2016):“Fracture and impact characterization of auxetic Kevlar laminated composites”(一种负泊松比凯夫拉纤维层叠复合材料在断裂及冲击下的特性分析),核心研究员。
l 学术会议交流
杨森博士多次受邀在力学与材料领域的国际顶级会议上发表演讲(Speaker):
2023.11 | 中国 贵州 贵阳 | 国际产学研用合作会议
2019.06 | 美国 内华达州 里诺 | 实验力学学会年会 (SEM 2019)
2018.06 | 美国 北卡罗来纳州 格林威尔 | 实验力学学会年会 (SEM 2018)
2018.05 | 美国 波士顿 麻省理工学院 | 美国土木工程师学会工程力学分会年会 (EMI 2018 @ MIT)
2017.07 | 美国 波士顿 东北大学 | 工程科学学会年会 (SES 2017)
2017.06 | 美国 印第安纳州 印第安纳波利斯 | 实验力学学会年会 (SEM 2017)
2016.06 | 美国 佛罗里达州 奥兰多 | 实验力学学会年会 (SEM 2016)
◆科研团队与平台
本团队依托学院智能制造协同创新中心及相关重点实验室,具备完善的计算仿真、先进制造与跨尺度力学表征条件。
l机械类学硕 / 专硕招生寄语(学术研究向)
“立足数据底座,嵌入物理灵魂,用 AI 算力重塑传统力学。”
欢迎对“人工智能+计算力学”、先进复合材料、3D打印感兴趣,且具备良好自我驱动力的同学报考本团队。我们正处于固体力学向“AI for Science”转型的黄金时代。在这里,你将告别枯燥单调的传统“试错式”制备实验,依托学院完善的先进设备集群(如高性能计算机仿真平台、高温万能试验机、蓝光激光定向能量沉积及多尺度3D打印系统等),直接切入最具前沿性的物理信息神经网络(PINNs)与数字孪生技术。
本团队长期与美国麻省大学达特茅斯分校(UMass Dartmouth)等海外一流力学实验室保持紧密学术合作。为此,如果你渴望在全球化视野下成长、乐于尝试中英文学术交流,这里将是你的绝佳舞台。我们更看重你敢于开口的勇气与沟通潜力。期待与你一同在国际顶级权威期刊上留下硬核成果。
l科学教育专硕招生寄语(科教融合向)
“以文化遗产为骨,以现代科学为翼,让古老文明在现代力学与 3D 打印中焕发新生。”
欢迎具有科学教育、机械工程、文化传播或跨学科背景,对科学普及与现代前沿科技充满热情的同学报考本团队。科学教育绝非刻板的公式灌输,而是点燃好奇心的火种。
我们的课题组将带你走入一个充满创新活力的交叉领域——我们将以“鹰猎”文化遗产为媒介,用现代仿生学、连续介质力学与先进制造技术去解构猛禽翱翔与捕食背后的自然奇迹。你将学会如何将最硬核的力学理论转化为直观生动的科普语言,并利用团队的全彩快速成型系统及机械创新设计实践平台,亲手设计并打印出具有高交互性的科普道具。
如果你不惧开口、乐于分享科学的魅力与文化的底蕴,你将获得得天独厚的交流与实践体验。期待兼具文化情怀与科技好奇心的你加入,在科教融合的蓝海中大展身手!
◆代表论文
1. Yang S, Chalivendra V B and Kim Y K. “Fracture and impact characterization of novel auxetic Kevlar®/Epoxy laminated composites” Composite Structures. 168: 120–129, 2017. (SCI,IF=5.935,JCR 工程技术2区,单篇被引110次)
2. Yang S, Chalivendra V B, and Kim Y K. “Electro-bending Behavior of Curved Natural Fiber Laminated Composites” Composite Structures. DOI: doi.org/10.1016/j.compstruct.2020.112004. (SCI, IF=5.935, JCR 工程技术2区TOP)
3. Yang S, Chalivendra V B, and Kim Y K. “Theoretical Modeling and Experimental validation of Electroshear Behavior of Carbon Nanotubes Embedded Epoxy Nanocomposite” International Journal of Mechanical Science. 177. 2020. (SCI, IF=5.329, JCR 工程技术2区)
4. Yang S, Chalivendra V B, Benjamin E and Kim Y K. “Damage sensing in multi-functional hybrid natural fiber composites under shear loading” Smart Materials and Structures. 27: 13. 2018. (SCI, IF=3.613, JCR 工程技术2区)
5. Yang S, Chalivendra V B, Benjamin E and Kim Y K, “Electrical response of novel carbon nanotubes embedded and carbon fiber z-axis reinforced jute/epoxy laminated composites” Polymer Composites. 52: 315-322. 2018. (SCI, IF=3.171, JCR 工程技术3区)
6. Yang S, Chalivendra V B, and Kim Y K. “Electro-fracture Studies of Natural Fiber Composites” Journal of Natural Fibers. DOI: 10.1080/15440478.2019.1685425. (SCI, IF=5.323, 材料科学/纺织3区)
7. Li J,Yang S, Li D, Chalivendra V B. “Numerical and experimental studies of additively manufactured polymers for enhanced fracture properties” Engineering Fracture Mechanics. 204: 557-569. 2018. (SCI, IF=4.416, 物理/力学2区, 通讯作者)
一审(校):杨森;二审(校):许珊;三审(校):杨光复