《新一代智能设计专辑》序言

当前，世界格局正发生着重大变化，越来越多的国家正加大对“三航”(航空、航天与航海)装备研制的投入，“三航”装备研制水平已成为衡量国家科技水平高低的重要标志，加强对“三航”装备研制的前沿性与战略性技术创新已成为维护我国国家安全和利益的重要基石。近二十年来，以“计算机辅助设计(CAD)+计算机辅助工程(CAE)+结构优化”为核心的传统分段式设计方法在“三航”装备关重件结构设计中得到了广泛应用，有力支持了我国“三航”装备的研制。随着科学技术的飞速发展和装备服役性能的要求逐渐严苛，“超轻质、高性能、多功能、全智能与重节能”正逐步成为现代“三航”装备研制的重要目标，传统分段式设计方法已无法有效满足上述需求，成为阻碍我国“三航”装备研制水平提升的主要因素之一。

众所周知，相比于尺寸优化与形状优化，拓扑优化可为结构设计提供更为科学、合理的创新构型方案，拓扑优化技术及软件已成为产品创新设计的重要手段，并广泛用于“三航”装备关重件结构设计。为解决传统分段式设计方法中结构几何、分析与拓扑优化相互割裂的问题，在拓扑优化中引入可实现结构几何与分析一体化的等几何分析技术，采用相同的数学基函数在理论上统一结构几何、分析与优化模型，开展结构设计/分析/优化一体化设计，已成为现代“三航”装备设计中极其重要的研究方向。近年来，国内众多高校和科研院所，包含华中科技大学、清华大学、上海交通大学、大连理工大学、西北工业大学、浙江大学、北京航空航天大学、哈尔滨工业大学、国防科技大学、北京理工大学、东南大学、华南理工大学、吉林大学、中南大学、湖南大学、重庆大学、山东大学、南京航空航天大学、中科院长春光机所与中国空间技术研究院等，围绕结构设计、分析与优化，从基础理论、分析技术、优化算法与软件开发等方面开展了卓有成效的研究，有效推动了以“结构设计/分析/优化一体化”为核心的新一代智能设计方法研究，为解决当前装备结构设计中几何建模、结构分析与优化设计相互独立、互不融合的瓶颈问题，提升我国“三航”装备研制水平，提供了强有力的技术支撑。

新一代智能设计正成为新一轮工业革命的核心技术之一，为探讨和分享本领域最新研究成果，促进有益的学术交流，推动新一代智能设计方法的发展与应用，支撑我国“三航”装备研制水平的快速提升，在华中科技大学建校70周年和机械科学与工程学院建院70周年之际，《中国机械工程》特联合华中科技大学机械科学与工程学院，组织出版了“新一代智能设计”专辑，分设了“拓扑优化基础理论”“等几何拓扑优化”“增材制造可成形设计”“宏微观跨尺度设计”与“优化设计工程应用”5个专栏。本专辑的征文得到了国内相关领域学者的积极响应，经专辑编辑委员会的严格评审，本专辑共刊载论文13篇，较好地反映了我国在本领域的最新研究进展。希望以本专辑出版为牵引，持续汇聚学者智慧，展示科技成果、交流技术创新与发展行业生态，助力中国“数字化智能化设计与制造”学科方向的高质量发展。

征程万里风正劲，奋楫争先再远航。习近平总书记多次强调，努力把关键核心技术和装备制造业掌握在我们自己手里。国务院印发的《“十四五”数字经济发展规划》已明确提出要深入实施智能制造工程，大力推动装备数字化。华中科技大学机械科学与工程学院作为我国“数字化智能化设计与制造”技术的主要“策源地”之一，在70周年校庆与院庆之际，对长期以来热忱支持学院发展的社会各界师长、朋友致以最诚挚的感谢！迈步新时代新征程，学院全体同仁必将牢记使命，踔厉奋发，勇担时代重任，携手行业内高校、科研院所及相关企业，共谱“三航”装备智能设计发展新篇章！