应用数学与工程科学交叉学科
批准机构:河南省教育厅
批准时间:2023年11月
1. 学科发展历程: 应用数学与工程科学是响应国家对基础学科的重视和要求,依托数学、统计学、机械、电气、生物、计算机等学科建立的交叉学科,主要依托的应用数学学科2004年获批校重点学科,2014年获批信息与计算科学二级硕士点,2020年招生电子信息专业硕士,同年成立校应用数学中心;其它依托学科是校优势特色学科,拥有一级博士点1个、硕士点5个,国一流专业4个。学科现有44人,博士35人,省优青、骨干等教师10余人,与约克大学、格力电器(郑州)等高校及政企单位建立有合作关系。
2. 主要研究方向:本学科瞄准学科前沿和科技产业需求,开展数学基础研究和应用研究,已形成五个稳定的方向:随机复杂系统与智能网络控制,主要针对随机混杂动力系统和随机网络化多智能体系统等开展研究;科学与工程计算,主要针对工程中的非线性问题开展高性能数值算法和优化算法研究;生物系统调控分析,主要针对生物医药、疾病防控、微生物发酵等领域的动力学建模开展研究;微分方程及其应用,主要围绕物理、新能源电池等领域的微分方程开展精确解和动力学行为研究;大数据分析与建模,主要围绕智慧农业、金融投资、生物基因等进行大数据建模与分析。
3. 学科特色与优势: 学科源于历经20多年发展、拥有国一流课程和省一流专业的数学学科,承担国家级课题20项、横向课题10项,在Navier-Stokes(NS)方程弱解的正则性、p(x)-拉普拉斯方程正解(爆破解)的存在性、高精度数值优化算法等领域取得重要理论突破,研究结果得到国内外知名专家的跟研或引用;提出了多分量系统局域波激发的新模式、事件触发滑模控制的新机制、生物系统趋化的新方程、盾构机运行参数的数据驱动式预测新模型,解决了湍流和怪波的预测、智能网络控制、隧道智能掘进、生态环境保护、疾病防控等领域中的关键问题,为行业产业发展作出重要贡献。
4. 标志性成果: 在基础研究领域,三维NS方程适当弱解问题的系列研究成果被SIAM J Math. Anal.等多个国际著名期刊发表,有关结果被国际知名学者J.Robinson教授称为最好的结果;p(x)-拉普拉斯方程正解(爆破解)的相关研究曾获国际知名期刊2005-2010年Top10的最高引用奖。在应用领域,创立的事件触发滑模控制的新机制,解决了能源过度消耗问题,结果被自动化领域顶刊IEEE T. Automat. Contr.发表;利用机器学习和大数据技术,解决了盾构机智能化掘进、害虫识别效率与准确性、纸箱尺寸优化等关键技术问题,为企业节约成本数千万元。
5. 定位及意义: 本学科为数学与工程科学的交叉和应用,对数学与电气、机械、生物、化工、计算机等学科交叉融合的建设有重要推动作用,对推动工程学、化学、材料科学、农业科学等学科进入ESI全球排名前1%起到了有力支撑,对学校优势特色学科和特色骨干大学的建设发挥了重要支撑作用。
6. 发展目标: 聚焦学科前沿,面向重大战略需求,围绕智能制造、高性能计算、新能源、大数据、生物医药和生态环境保护等领域,开展有组织的数学基础研究和应用研究。通过建设,培养一批有影响力的学术带头人,产出一批标志性成果,解决一批工程技术难题,建设更高水平的应用数学学科平台,推动数学与工程应用和产业的对接融通,提升数学学科支撑创新发展的能力。