应用数学与智能工程科学交叉重点学科
1. 发展历程
应用数学与智能工程科学,作为河南理工大学第六批校级重点学科,是材料科学与工程、安全科学与工程及统计学三大前沿学科深度融合的结晶。这一交叉学科领域不仅融合了材料科学的物理与化学基础,安全科学的风险评估与防控策略,还融入了统计学的数据分析与智能决策技术,旨在培养具备跨学科视野、创新能力和解决复杂工程问题能力的高级专门人才。通过这一学科的设立与发展,河南理工大学进一步推动了学科交叉融合,促进了科研与教学的深度融合,为国家的科技进步和社会发展贡献着智慧与力量。
材料科学与工程学科为河南省一级重点学科,“材料科学与工程”博士后科研流动站、材料科学与工程一级学科博士学位授权点、材料科学与工程一级学科硕士学位授权点和应用化学二级硕士学位授权点,材料与化工专业学位授权点,材料科学进入ESI排名前1%;建有河南省深地材料科学与技术重点实验室、河南省高性能轻金属材料及其数值模拟国际联合实验室、河南省结构功能性金属基复合材料工程技术研究中心、河南省固废资源化利用与绿色建筑材料工程研究中心、河南省“凝固技术与亚稳材料”院士工作站等6个省部级平台;形成了“矿业材料”、“非平衡凝固与亚稳材料”和“微尺度理论模拟与设计” 3个河南省创新型科技团队,“二维碳化物材料”、“新能源材料与器件”和 “煤制气和煤系气绿色高效利用材料”3个河南省高校科技创新团队安全科学与工程1996年被评为河南省重点学科,2000年被评为河南省一类重点学科, 2015年获批河南省A类优势学科,2021年入选河南省“双一流”建设学科。
安全科学与工程学科于1996年被评为河南省重点学科,2000年被评为河南省一类重点学科。在2012年全国第三轮学科评估中排名第5; 在2015年获批河南省A类优势学科; 在2017年全国第四轮学科评估中进入A类(A-)学科,成为河南省属高校唯一进入全国第一层次的学科; 2020年安全与应急管理学科群获河南省特色骨干学科建设学科(群)A类支持; 2021年安全科学与工程学科入选河南省“双一流”建设学科。
统计学于2021年获批应用统计专业硕士学位授权点,主要研究方向包括生物统计、金融统计、大数据与人工智能等。目前本科层次在应用数学专业下开设了统计学方向。在2023年第九届全国大学生统计建模大赛比赛中获得国家三等奖1项,省级一等奖7项,省级二等奖10项,省级三等奖12项,获奖比例远高于省内高校的平均水平,为学校争得了荣誉。
2.主要研究方向
围绕国家重大战略和实施河南“十大战略”需求,助力河南理工大学“双一流”学科创建,本学科具有以下三个研究方向:
(1)新型智能材料设计与开发。围绕离子电池电极材料、储氢材料、室温气敏材料、功能金刚石等前沿新材料制备过程中的数学难题进行科技攻关。用数学方法来优化智能材料的设计,并在不同的约束条件下进行决策,建立多尺度模型来预测智能材料的性质。
(2)矿产绿色智能开发与利用。聚焦矿产开发中的时空信息获取处理与大数据关键科学问题和核心技术,开展基础理论和关键核心技术研究。为了处理海量的空间数据,利用新的数学方法来建立更高精度三维模型,并对其进行分析和可视化。
(3)统计学的工程应用。围绕材料性能测试和统计分析、智能开采、故障预测与维修优化以及数据挖掘等相关领域的技术难题进行深刻研究。利用统计学技术手段为相关领域的预测以及决策分析提供技术支持,进而为决策者提供更加科学和准确的决策依据。
3.学科特色和优势
新型智能材料设计与开发主要研究智能材料的设计原理、工艺开发、性能测试及其在智能制造领域中的应用,围绕与智能材料相关的复杂问题开展研究。学科在智能材料、智能制造和智慧矿山等领域具有鲜明的特色和优势。
矿产绿色智能开发与利用主要研究煤矿资源绿色智能开采的新技术、新工艺与新装备。学科团队承担有国家“十三五”重大专项课题以及国家自然科学基金重点项目,在厚煤层综放开采智能放煤、采动覆岩破坏规律及岩层控制领域形成一定的特色与优势。
统计学的工程应用主要研究材料性能测试和统计分析、智能开采、故障预测与维修优化、质量控制与改进、决策支持与分析以及数据挖掘与知识发现等。通过科学地应用统计学方法和技术,可以提高模型预测的准确度以及工程项目的效率和质量,为决策者提供更加科学和准确的支持。
应用数学与智能工程科学学科在“新型智能材料的设计与开发”、“矿产资源绿色开发与利用”、“统计学的工程应用”等方向形成鲜明的优势及特色。学科紧扣学校的“十四五”事业发展规划,致力于提升办学内涵,服务于“双一流”创建。本学科将为安全生产、矿产资源绿色智能开采、新能源开发与利用等产业关键核心技术难题提供数学支撑,为扩大安全、材料的领先优势服务,推动不同学科的交叉融合和新兴交叉学科的培育。