國科金發計〔2023〕58號
國家自然科學基金委員會現發布多物理場高效飛行科學基礎與調控機理重大研究計劃2023年度項目指南，請申請人及依托單位按項目指南所述要求和註意事項申請💆🔍。
國家自然科學基金委員會
2023年7月31日
多物理場高效飛行科學基礎與調控機理重大研究計劃
2023年度項目指南
“多物理場高效飛行科學基礎與調控機理”重大研究計劃面向一小時左右全球抵達高速民航和航班化天地往返運輸國家重大需求，聚焦多物理場*高效飛行重大基礎問題，通過飛行器構型連續變化🧑🎄，結合主動流動調控與智能控製實現飛行器跨大空域、寬速域🤷🏿、可重復的高效智能飛行，為航天運輸系統創新發展提供理論基礎與技術支撐🧑🏽🍼。
一🧖🏽👩👩👧、科學目標
瞄準中國航天運輸系統國家重大需求🥽，提出跨域高效智能飛行新思路，面向跨域、變構👨🏼🚒🕵️、可重復飛行關鍵特征，建立非定常空氣動力學模型，發展多物理參數實時感知與智能控製理論𓀝，突破主動熱防護🧍🏻♀️、變構型機構-結構設計、主動流動控製和電磁力熱環境模擬與科學實驗等關鍵技術🚴🏿♀️，取得一批多物理場高效飛行原創性成果，牽引學科深度融合與創新發展👩🏻🍳，革新面向航天巨系統的智能系統工程範式📎，為我國未來航天運輸系統提供關鍵理論🏬、方法、技術和人才隊伍儲備🧏🏿♀️，促進中國航天運輸系統發展規劃的順利實施🤜🏽。
二、核心科學問題
本重大研究計劃圍繞以下三個核心科學問題開展研究：
（一）變構型材料與機構的多物理場耦合機理。
揭示柔性材料-變形機構在復雜約束下熱防護🔝🐡、變形機構與結構💃🏽、剛柔耦合等機理，建立結構健康監測、耐久性與損傷容限評價新方法👨🏼🍼，滿足對飛行器變構材料與機構的極限需求。
（二）跨域非穩態流動模型及調控機製👷🏿♀️。
研究復雜時變邊界條件下飛行器流動與飛行變形的相互作用機製，發展主動流動調控手段，實現氣動特性精確預示和高效降熱減阻.
（三）變構與飛行的一體化智能控製。
揭示強不確定環境下飛行動力學耦合控製機理，突破跨域無縫自主導航及環境-任務自匹配的在線自主規劃決策等關鍵技術，構建變構型與飛行器的一體化智能控製方法。
三🧑🏻✈️、2023年度資助的研究方向
（一）培育項目。
圍繞上述科學問題⚈📰，以總體科學目標為牽引🚴🏿♀️，擬資助一批探索性強、選題新穎、前期研究基礎較好的培育項目，研究方向如下（申報項目須覆蓋以下單一方向中列出的部分或全部內容）：
1. 多物理場高效飛行變構熱防護材料設計理論與方法🧑🏽🌾。
探索多物理場高效飛行變構熱防護材料設計理論與方法🧑🏻🌾。研究可拉伸超親水耐高溫柔性新概念防熱材料設計理論與方法；發展高溫熱端部件成型工藝設計新方法🌛；發展高溫氧化環境柔性熱流傳感器件設計與製備方法；探索高溫熱防護材料損傷在線自感知新原理新方法。
2. 飛行器變構型機構與結構設計原理與方法🧐。
探索多穩態、大承載、快響應變構型機構設計新原理與新方法。發展變構型高功重比驅動與高效傳動新方法👩🏻🍳🫖；研究柔性熱防護結構柔順大變形與承載機理🐶，揭示多維度變形機構與柔性熱防護結構運動與傳載協調匹配機製；探索超高速強沖擊著陸條件下輪胎結構設計新原理新方法🧞。
3. 跨域變構飛行非定常空氣動力學理論與方法。
探索跨域變構高速飛行器跨流域轉捩與湍流理論與方法🧙🏿♀️。建立連續變構、表面溢氣等非定常過程的高速非連續介質湍流與轉捩理論模型®️；研究高質量、強魯棒動網格技術，發展跨流域非穩態邊界湍流與轉捩高精度時空一致計算方法。
4. 多物理場環境下跨域變構飛行主動流動調控理論與方法。
探索跨域變構飛行非定常條件下自適應智能流動調控新原理與新方法👩🏽🦰。研究跨域變構飛行器邊界層失穩、轉捩、流動分離的主動流動調控方法與策略📳；探索跨域變構飛行器高效低功耗降熱減阻新機製；研究高速非定常流動試驗與測試新方法👨👩👧👧👩🏻🎤。
5. 多維連續大變構智能飛行控製理論與方法。
發展跨域長航時衛星拒止環境下仿生無縫自主導航方法；研究返回過程推進劑非線性運動機理和建模方法🧉；發展基於離散事件系統的飛行器變結構決策、故障診斷與監督控製方法👃；研究任務與模型強不確定下控製與變構策略的在線自主學習與演進🧑🏻🦽➡️。
6. 多物理場高效飛行信息感知、信道模型與地面模擬測量方法🧑🏼🤝🧑🏼。
探索地面模擬裝置等離子體流場包覆變形結構的力熱電磁參數高精度三維測量方法;建立跨域飛行綜合信道建模與在線預示方法;研究跨域變構飛行器異構協同測控網絡資源感知與可靠通信技術。
7. 小樣本條件下的跨域變構飛行器模型保精度近似表征方法研究。
揭示小樣本條件下跨域變構飛行器系統性能保真快速預示機理。研究跨域飛行器組合變構形設計空間低損降維機製🧙🏻；發展虛擬樣本遷移擴容與動力學內嵌的分層近似表征方法，突破包括變形機構的近似模型修正技術；探索面向復雜航天飛行器設計的智能系統工程學概念♤🏫、內涵與基本方法。
（二）重點支持項目🙎🏼。
圍繞核心科學問題，以總體科學目標為牽引🌲，擬資助一批前期研究成果積累較好🤳🏼、處於當前前沿熱點🧘♂️😓、對總體科學目標有較大貢獻的重點支持項目🏷，研究方向如下（申報項目須覆蓋以下單一方向中列出的全部內容）：
1. 跨域飛行器可重復使用輕質高效熱結構材料健康在線感知與動態預測方法🔐🌵。
面向跨域變構飛行器1600℃可重復使用熱防護材料力熱響應高精度在線感知（關鍵性能預測誤差小於10%）與壽命預測需求📵，揭示可重復使用熱防護材料長期服役中性能演變規律與機理，提出熱防護材料性能多因素損傷累積理論與模型，構建極端熱環境下熱防護材料熱/力學性能原位感知方法，發展熱力耦合環境下數據-模型融合的剩余壽命動態傳感預測地面試驗方法，形成輕質高效熱結構材料的可重復使用性能感知、評價與預測理論，並完成典型樣件與環境狀態的風洞試驗演示驗證。
2. 跨域連續變構飛行器流固耦合模型與計算方法📠。
針對寬速域（0-25Ma）、大空域（0-100km）變構飛行器通過柔性蒙皮機翼分布式多維連續變形適應飛行熱力環境和塑造流動環境重大需求🤳🏿，研究適用於跨域高速飛行連續變構的新型強魯棒緊致氣體動理學浸入邊界流固耦合算法，突破跨域連續變構飛行器流體-蒙皮-驅動剛柔耦合多體系統大變形可壓縮流固耦合數值模擬技術🧑🦱，建立寬速域大空域變構飛行器非定常流場與流固耦合機器學習模型，發展跨域變構飛行器主動變形過程氣動力熱特性與氣動伺服彈性響應高精度預示方法，揭示柔性蒙皮機翼多維連續變形過程非定常流動演化機理👵🏿🍇、流固耦合效應及其調控機製。
3. 跨域變構飛行的模態軌跡在線一體規劃與自學習控製。
針對跨域(5-25Ma速域，30-100km空域)變構飛行面臨的動力學高維異構🧑🏿🎄、構型/軌跡/控製三者相互製約、任務多約束多目標的特點，探索基於參數化建模與數據驅動的“構型-空域-速域”高維空間聚類方法🗻，建立面向控製的典型跨域動力學模態庫⚈，構建模態決策、軌跡優化與控製一體化的組合連續混合整數分層在線求解框架，解決多維稀疏約束與多尺度復合目標下的強化學習模態決策問題，揭示強收斂性凸優化實時軌跡規劃對跨模態動力學的自適應機製，突破跨域大包絡變構飛行的自學習頻域/時域混合預測控製關鍵技術，實現在線決策製導控製一體化設計🐨。
4. 知識資源圖譜驅動的跨域變構力熱預示模型學習與不確定性分析。
研究跨域飛行器變構飛行過程的力熱效應高效預示模型學習方法，基於仿真🧑💼、試驗數據和物理機理等知識資源圖譜，探索形態變構與環境的耦合效應模型機器學習發現🔕、參數反演與模型校正方法，突破基於多類多層模型縱向復合和橫向集成的耦合效應魯棒預測技術，研究高效預示模型的物理、數據⛹🏿♀️、訓練及預測不確定性分析方法🚓🧑🏽✈️，研製變構飛行過程力熱效應高效預示系統並完成實驗驗證。
5. 基於空間動態感知的飛行管道智能決策與精準控製。
針對跨域飛行器（100-400km空域) 在上升段、在軌飛行段到再入段高速、跨域、靈活穿梭飛行中應對低軌巨星座💍🍾、空間碎片、殘骸等高密度空間非合作目標與嚴苛的力熱環境帶來的控製問題🕝，研究在先驗信息與體系支撐基礎上對空間環境（低軌飛行器、巨星座©️、空間碎片、殘骸等）的在線感知與威脅評估技術；研究基於邏輯驅動與數據驅動相結合的飛行管道智能實時決策理論與安全控製方法🤔；研究動態、狹窄管道內飛行器精準穩定控製技術🏃。
6. 跨域高速飛行器極端環境下柔性超表面的電磁特性及調控機製研究👩🏽𓀌。
針對跨域高速飛行器極端環境下（非平衡高溫流場電子密度>1018m-3☃️、溫度>3000K）電磁特征縮減及目標探測的需求，探索兼具防熱的柔性超表面電磁特性調控理論與方法，揭示跨域飛行器非平衡高溫流場與柔性超表面的電磁耦合機理，研究柔性超表面的電磁特性及主動調控機製🐁，研製耐高溫💵、電磁特性可調控的柔性超表面樣件，開展非平衡高溫流場下柔性超表面包覆目標的電磁特性實驗與調控效能評估。
7. 多物理場耦合下變構飛行智能規劃決策與控製😹🫥。
建立多物理場耦合下大變構飛行的運動模型，刻畫飛行器與環境相互作用下變構飛行運動特性及邊界🧔🏿♂️，揭示構型變化對剖面控製能力和跨域運動的影響機理。研究基於機理與數據混合驅動的飛行能力評估、構型決策🫅🏼、軌跡規劃與製導控製理論，解決多元任務與多源幹擾下在線自學習與自演進問題👌🏿，實現多維連續變化條件下構型能力與任務軌跡的雙閉環智能決策規劃與製導控製👩🏻🍼。
四🦸🏼、項目遴選的基本原則
（一）緊密圍繞核心科學問題，註重需求及應用背景約束，鼓勵原創性、基礎性和交叉性的前沿探索。
（二）優先資助能夠解決多物理場高效飛行中的基礎科學難題並具有應用前景的研究項目。
（三）重點支持項目應具有良好的研究基礎和前期積累，對總體科學目標有直接貢獻與支撐⚱️。
五、2023年度資助計劃
擬資助培育項目14-16項，資助直接費用約為80萬元/項👨🏻🎨，資助期限為3年👨🏿🎤，培育項目申請書中研究期限應填寫“2024年1月1日—2026年12月31日”; 擬資助重點支持項目5-7項🏀，資助直接費用約為300萬元/項，資助期限為4年🔟，重點支持項目申請書中研究期限應填寫“2024年1月1日—2027年12月31日”。
六🚵🏼、申請要求及註意事項
（一）申請條件。
本重大研究計劃項目申請人應當具備以下條件🧛🏼：
1. 具有承擔基礎研究課題的經歷🚜；
2. 具有高級專業技術職務（職稱）。
在站博士後研究人員👉🏽🎻、正在攻讀研究生學位以及無工作單位或者所在單位不是依托單位的人員不得作為申請人進行申請。
（二）限項申請規定。
執行《2023年度國家自然科學基金項目指南》“申請規定”中限項申請規定的相關要求。
（三）申請註意事項🏡。
申請人和依托單位應當認真閱讀並執行本項目指南、《2023年度國家自然科學基金項目指南》和《關於2023年度國家自然科學基金項目申請與結題等有關事項的通告》中相關要求。
1. 本重大研究計劃項目實行無紙化申請。申請書提交日期為2023年9月1日－9月7日16時。
項目申請書采用在線方式撰寫。對申請人具體要求如下：
（1）申請人應當按照科學基金網絡信息系統中重大研究計劃項目的填報說明與撰寫提綱要求在線填寫和提交電子申請書及附件材料。
（2）本重大研究計劃旨在緊密圍繞核心科學問題，對多學科相關研究進行戰略性的方向引導和優勢整合，成為一個項目集群。申請人應根據本重大研究計劃擬解決的具體科學問題和項目指南公布的擬資助研究方向，自行擬定項目名稱、科學目標😙、研究內容、技術路線和相應的研究經費等。
（3）申請書中的資助類別選擇“重大研究計劃”🪖，亞類說明選擇“培育項目”或“重點支持項目”，附註說明選擇“多物理場高效飛行科學基礎與調控機理”👲，受理代碼選擇T02🔳，並根據申請項目的具體研究內容選擇不超過5個申請代碼。
培育項目和重點支持項目的合作研究單位均不得超過2個。
（4）申請人在“立項依據與研究內容”部分，應當首先說明申請項目符合本項目指南中的具體資助研究方向（寫明指南中的研究方向序號和相應內容）🦸🏻♂️，以及對解決本重大研究計劃核心科學問題、實現本重大研究計劃科學目標的貢獻。
如果申請人已經承擔與本重大研究計劃相關的其他科技計劃項目，應當在申請書正文的“研究基礎與工作條件”部分論述申請項目與其他相關項目的區別與聯系。
2. 依托單位應當按照要求完成依托單位承諾、組織申請以及審核申請材料等工作。在2023年9月7日16時前通過信息系統逐項確認提交本單位電子申請書及附件材料💂🏽，並於9月8日16時前在線提交本單位項目申請清單。
3. 其他註意事項🎖。
（1）為實現重大研究計劃總體科學目標和多學科集成🎥，獲得資助的項目負責人應當承諾遵守相關數據和資料管理與共享的規定🚭🙆🏽♂️，項目執行過程中應關註與本重大研究計劃其他項目之間的相互支撐關系。
（2）為加強項目的學術交流♾，促進項目群的形成和多學科交叉與集成👩🏽🦱🧝♀️，本重大研究計劃將每年舉辦一次資助項目的年度學術交流會👃🏻，並將不定期地組織相關領域的學術研討會。獲資助項目負責人有義務參加本重大研究計劃指導專家組和管理工作組所組織的上述學術交流活動，並認真開展學術交流。
（四）咨詢方式。
國家自然科學基金委員會交叉科學部二處
聯系電話：010-62329489
* 註：多物理場是指高速飛行器在飛行過程中，表面與空氣摩擦產生的高溫場（飛行器表面氣體環境溫度>3000K）、氣動力學場（飛行器構型和表面氣固界面非穩態時變）、電磁場（跨域可重復高速飛行復雜電磁環境）。本重大研究計劃針對一種或多種物理場復雜環境下的問題開展研究。
請申報者在國家自科基金委截止日期提前兩個工作日提交，並告知科研院。
學校科研院聯系人：劉占蓮，電話：67792137，Email：dhnsfc@dhu.edu.cn，地址：松江校區行政樓343