刘才山

博士、教授


北京大学航空航天工程系教授


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刘才山

教育经历:

1986年山东建筑大学学士; 1989年东南大学硕士; 1997年天津大学博士; 1998-2000年,北京大学力学系博士后

 

研究领域:

1. 碰撞/接触与摩擦
2. 刚体动力学中的奇异性问题
3. 变结构与多体系统动力学
4. 复杂系统动力学
5. 航天工程应用:空间大型伸展绳系结构;月壤动力学分析;空间飞行器着陆稳定性分析;空间飞行器对接技术; 空间飞行器间隙问题

 

背景资料:

2005年9月至2006年10月澳大利亚国立大学访问学者; 2008年7月至8月法国INRIA研究中心邀请教授; 中国力学学会一般力学专业委员会委员; 多体动力学专业组副组长;北京力学学会理事;中国宇航学会飞行器动力学与控制专业委员会委员;

 

主要学术贡献:

从实验和理论方面证实了1872年法国科学家Painleve, P. 提出的Painleve疑难问题;提出了多点碰撞动力学理论,并首次建立了相应的冲量分配定律;提出了考虑摩擦作用的变结构动力学分析框架和相关算法; 发展了一维散体介质冲量波函数的理论描述;发展了一类关节间隙引起的非协调接触模型;部分研究成果在航天工程中得到初步应用。

 

目前的主要研究兴趣:

复杂系统有序行为的内部驱动机制;含单边约束(接触/碰撞与摩擦)航天动力学系统理论分析与算法研究;刚体动力学中的奇异性问题(高维Painlev疑难问题,非完整约束对应的奇异性问题);

 

科研项目:

2009-2011, 多体系统多点碰撞问题的建模与仿真;NSFC-ANR Jointed Project;
2008-2010, 含单边约束力学系统奇异性问题分析、数值计算、及试验研究, NSFC.
2007-2008, 散体介质冲击过程中的动力学波动效应, NSFC.
2004-2007, 受控多体系统动力学与控制(重点基金子课题), NSFC
2003-2005, 多体系统变结构动力学与稳定性研究, NSFC
2000-2002, 多柔体系统碰撞动力学及仿真算法的研究, NSFC,(参加)
2003-2005 多柔体系统无网格有限元计算方法研究, 教育部博士点基金(参加)
2002-2004, 多体碰撞振动系统的动力学分析与控制,教育部博士点基金(参加)
2000-2002,柔性多体系统在整体大运动条件下的失稳与分岔研究,教育部博士点基金(参加)
2002-2005, 航天器在轨大型铰接构件多间隙动力学理论与计算机仿真技术,总装备部“十五”预研
2007-2007 8跨矩网架结构试验研究, 航天科技集团5院
2007-2007 空间大型网架结构动力学分析,航天科技集团5院
2006-2007 某卫星故障分析,航天科技集团5院
2006-2007 月壤动力学建模技术研究,航天科技集团5院
2007-2008 空间对接机构碰撞动力学分析,航天科技集团5院
2002-2004 航天器铰接构件多间隙接触非线性动力学研究,航天科技集团5院
2005-2005 碰撞毁伤效果研究,航天科技集团1院
2004-2004 863-XXX卫星柔性多体系统动力学建模与分析,航天科技集团5院
2002-2003 ZL205AL铝铸件机械铣网格结构计算方法理论研究,航天科技集团1院
2002-2002 火箭发射台的强度和刚度有限元分析计算,航天科技集团1院
1998-2000 空间站大型伸展机构动力学研究,航天科技集团1院 (参加)

 

代表性论文:(标注*为通讯作者)

1 .Caishan Liu*, Zhen Zhao, Bernard, Brogliato; Frictionless multiple impacts in multibody systems. I. Theoretical framework, Proc. R. Soc. A, 464, 3193–3211, 2008 ( Research paper)
2. Caishan Liu*, Zhen Zhao, Bernard, Brogliato; Frictionless multiple impacts in multibody systems. II. Numerical algorithm and simulation results, Proc. R. Soc. A, (published online, doi:10.1098/rspa.2008.0079), 2008, (Research paper)
3. Zhen Zhao, .Caishan Liu*, Bernard, Brogliato; Energy dissipation and dispersion effects in granular media, Phy. Rev. E, 78, 031307, 2008 (Research paper)
4. Zhen Zhao, .Caishan Liu*, Bin Chen, Wei Ma, Experimental investigation of the Painleve Paradox in a Robotic system, ASME, J. Appl. Mech. 75, No.4, 041006, 2008 (Research paper)
5, Wei Ma, .Caishan Liu*, Bin Chen, Lin Huang, Theoretical model for the pulse dynamics in a long granular chain, Phy. Rev. E, 74, 046602, 2006 (Research paper)
6. Zhen Zhao, .Caishan Liu*, Bin Chen, The Painlevé paradox studied at a 3D slender rod, Multibody Systems Dynamics, 19, 323-343, 2008, (Research paper)
7. .Caishan Liu*, Ke Zhang, Rei Yang, The FEM analysis and approximate model for cylindrical joints with clearances, Mechanism and Machine Theory 42, 183–197, 2007, (Research paper)
8. .Caishan Liu*, Zhen Zhao, Bin Chen, The bouncing motion appearing in a robotic system with unilateral constraint, Nonlinear Dynamics, 49:217–232, 2007, (Research Paper)
9. .Caishan Liu*, Ke Zhang, Rei Yang, Normal Force-Displacement Relationship of Spherical Joints With Clearances, ASME, J. Comput. Nonlinear Dynam., 1, No.1, 160, 2006, (Research paper)
10. Zhen Zhao, .Caishan Liu*, The analysis and simulation for three-dimensional impact with friction, Multibody Syst Dyn 18: 511–530, 2007, (Research paper)