《新一代智能設計專輯》序言

當前，世界格局正發生著重大變化，越來越多的國家正加大對“三航”(航空、航天與航海)裝備研制的投入，“三航”裝備研制水平已成為衡量國家科技水平高低的重要標志，加強對“三航”裝備研制的前沿性與戰略性技術創新已成為維護我國國家安全和利益的重要基石。近二十年來，以“計算機輔助設計(CAD)+計算機輔助工程(CAE)+結構優化”為核心的傳統分段式設計方法在“三航”裝備關重件結構設計中得到了廣泛應用，有力支持了我國“三航”裝備的研制。隨著科學技術的飛速發展和裝備服役性能的要求逐漸嚴苛，“超輕質、高性能、多功能、全智能與重節能”正逐步成為現代“三航”裝備研制的重要目標，傳統分段式設計方法已無法有效滿足上述需求，成為阻礙我國“三航”裝備研制水平提升的主要因素之一。

眾所周知，相比于尺寸優化與形狀優化，拓撲優化可為結構設計提供更為科學、合理的創新構型方案，拓撲優化技術及軟件已成為產品創新設計的重要手段，并廣泛用于“三航”裝備關重件結構設計。為解決傳統分段式設計方法中結構幾何、分析與拓撲優化相互割裂的問題，在拓撲優化中引入可實現結構幾何與分析一體化的等幾何分析技術，采用相同的數學基函數在理論上統一結構幾何、分析與優化模型，開展結構設計/分析/優化一體化設計，已成為現代“三航”裝備設計中極其重要的研究方向。近年來，國內眾多高校和科研院所，包含華中科技大學、清華大學、上海交通大學、大連理工大學、西北工業大學、浙江大學、北京航空航天大學、哈爾濱工業大學、國防科技大學、北京理工大學、東南大學、華南理工大學、吉林大學、中南大學、湖南大學、重慶大學、山東大學、南京航空航天大學、中科院長春光機所與中國空間技術研究院等，圍繞結構設計、分析與優化，從基礎理論、分析技術、優化算法與軟件開發等方面開展了卓有成效的研究，有效推動了以“結構設計/分析/優化一體化”為核心的新一代智能設計方法研究，為解決當前裝備結構設計中幾何建模、結構分析與優化設計相互獨立、互不融合的瓶頸問題，提升我國“三航”裝備研制水平，提供了強有力的技術支撐。

新一代智能設計正成為新一輪工業革命的核心技術之一，為探討和分享本領域最新研究成果，促進有益的學術交流，推動新一代智能設計方法的發展與應用，支撐我國“三航”裝備研制水平的快速提升，在華中科技大學建校70周年和機械科學與工程學院建院70周年之際，《中國機械工程》特聯合華中科技大學機械科學與工程學院，組織出版了“新一代智能設計”專輯，分設了“拓撲優化基礎理論”“等幾何拓撲優化”“增材制造可成形設計”“宏微觀跨尺度設計”與“優化設計工程應用”5個專欄。本專輯的征文得到了國內相關領域學者的積極響應，經專輯編輯委員會的嚴格評審，本專輯共刊載論文13篇，較好地反映了我國在本領域的最新研究進展。希望以本專輯出版為牽引，持續匯聚學者智慧，展示科技成果、交流技術創新與發展行業生態，助力中國“數字化智能化設計與制造”學科方向的高質量發展。

征程萬里風正勁，奮楫爭先再遠航。習近平總書記多次強調，努力把關鍵核心技術和裝備制造業掌握在我們自己手里。國務院印發的《“十四五”數字經濟發展規劃》已明確提出要深入實施智能制造工程，大力推動裝備數字化。華中科技大學機械科學與工程學院作為我國“數字化智能化設計與制造”技術的主要“策源地”之一，在70周年校慶與院慶之際，對長期以來熱忱支持學院發展的社會各界師長、朋友致以最誠摯的感謝！邁步新時代新征程，學院全體同仁必將牢記使命，踔厲奮發，勇擔時代重任，攜手行業內高校、科研院所及相關企業，共譜“三航”裝備智能設計發展新篇章！