西安交通大学理学院的研究机构

西安交通大学信息与系统科学研究所创建于1994年，其前身为西安交通大学计算数学和应用数学研究所的多个研究室。现有人员40余名，其中教授6人（博导5人），副教授2人，讲师1人，博士、硕士研究生30余名，固定研究人员中获博士学位者6人，是一支以中青年教师为主体，以教授、博士为骨干，具有相当国际影响的高水平研究群体，所在学科为国家级重点学科。研究所学术带头人为徐宗本教授、张文e799bee5baa6e58685e5aeb931333361303131修教授、张讲社教授、蒋耀林教授及彭济根教授。研究所以研究信息工程与系统工程的理论基础为对象，以解决信息高新技术的理论与算法基础为特色，突出分析研究信息科学与系统科学中的基本问题，主要研究方向包括：1． 人工智能的数学基础；2． 计算智能推理基础；3． 模拟演化计算技术；4． 人工神经网络理论和非线性系统理论；5． 动力系统瞬态计算理论；6． 模式分析与数据挖掘方法；7． 视觉模拟与图像处理；8． 大规模集成电路数值模拟等。研究所在“九五”和“十五”期间，先后承担了863国家高新技术、国家自然科学基金、国家教委博士点基金等重要科研项目40余项，在智能信息处理理论基础研究（特别在神经网络的复杂性研究、能量分类理论、不同模型化方法比较理论、模拟演化进算的公理化模型等方面）、数据挖掘技术的基础理论与算法研究（特别在视觉分类机与视觉学习理论、基于神经生理、神经物理与认知心理学的聚类算法研究、非线性空间上的模拟识别理论与算法、粗糙集与不确定性知识系统理论与方法等方面）、非线性系统理论研究（特别在Lipschitz算子半群、大规模集成电路数值模拟、流行病动力学研究等方面），研究所研究人员已经作出一系列国际先进或领先水平的工作。先后在IEEE Transaction 系列杂志、Neural Networks、SIAM系列杂志、《中国科学》等国际顶尖杂志上发表论文150余篇。在Academic Press、中国科学出版社、高教出版社等出版专著13部。研究与教学成果有4项获得国家级奖励，4项获得省部级奖励。近十年来研究所共培养博士91名，硕士100余人。目前，该所正承担以上相关的国家自然科学重点基金研究课题3项，国家自然科学基金面上研究课题4项。研究所的显著特色是“应用理科型”，主要体现在（1）坚持从基础理论的高起点研究信息与系统工程的基本问题；（2）基于坚实的理论基础发展有效的工程方法。该所研究人员均具有具有“两栖”型知识结构（即同时具有两个一级学科以上的基本知识）这一显明特色，主要研究人员均在取得数学博士学位后，有较长时期的从事信息工程、电子工程、力学工程、管理工程字“第二专业”研究经历。这样的结构特征为该所知识创新、特别是出国际一流研究成果及培养高质量应用理科型复合创新型人材创造了优越的条件。研究所目前与英国Essex大学、美国Iowa大学、香港中文大学、香港理工大学等院校的研究所签定有长期合作协定。除人员、信息的规范化交流外，两地的研究人员正共同在一系列国际前沿的科研领域携手攻关，正取得一系列重大成果。 科学计算研究所所长李开泰，副所长陈志平，有教授8个，其中博士导师6个，研究人员的主要研究方向：1． 偏微分方程理论与计算2． 最优化理论方法和在工程科学中的应用3． 曲面拟合、小波分析和样条函数及其在通讯中的应用4． 数值代数研究方向简要介绍：偏微分方程理论与计算：学科带头人：何银年 陈掌星（长江学者） 侯延仁 李开泰主要进展及突破性成果：本研究方向以流体动力学数学理论和计算为核心，结合能源科学、流体机械、机械工程、航空航天等实际工程背景，提出实际科学问题的数学模型，研究偏微分方程理论及相应的大规模科学与工程计算问题，以理论分析为指导，开发与流体动力学性质相适应的保结构的创新型算法以发展高效稳定的数值方法和软件。主要进展及成果有：1、提出叶轮机械和发动机叶片几何形状数学计算理论和方法，开发相应的通用软件。这是一个运用数学、流体力学和工程科学交叉知识，实现从数学模型、理论分析和应用软件，具有完全知识产权的研究成果，部分成果已发表在SCI杂志CNM上；2、提出流层概念，并应用微分几何、张量分析等工具建立了维数分裂算法和渐进分析方法，克服了维数困难且为研究3-D Navier-Stokes方程解的正则性、奇异吸引子及维数估计提供了一个新的研究方法，并且将这一思想和工具应用于3-D弹性壳体问题，提出了3-D壳体维数分裂方法。部分成果已发表在SCI杂志CNM和中国科学上。并且在第7届流动问题有限元方法国际会议（Austin, Texas, USA）和第3届计算物理国际会议上做大会报告；3、提出“稳定化有限元算法”、“最优非线性Galerkin方法”、“小涡校正算法”、“N-S方程一步Newton算法”、“外部流动问题有限元和边界积分方程耦合算法”的理论和计算方法，“建立在惯性流形、时滞惯性流形基础上计算格式”及算法分析；4、对分歧问题提出一个算子分裂算法及分析、给出锥不动点指标定理的证明、给出一类多参数发展方程分歧图的证明等；5、在能源数学方面，针对油藏模拟问题，建立了多项渗流模型，并证明了该模型解的存在性、唯一性和正则性，在退化偏微分方程数学理论和数值方法及相关数值模拟方面进行了系统研究，并在Springer出版专著2本。另外以中子测井、地震探矿等工程问题为背景，研究了相应正问题的数值方法及反问题的数学理论和数值方法。以上部分研究成果获得2002年陕西省科学技术二等奖（项目名称：“流动问题中稳定性、分歧及其高性能算法”，获奖人：李开泰、何银年、黄艾 香、侯延仁、刘之行、李东升、王立周等）和2003年度教育部提名国家自然科学奖二等奖（项目名称：“建立在惯性流形基础上Navier-Stokes方程和湍流新算法的研究”，获奖人：李开泰、何银年、侯延仁、黄艾香、李东升等）。最优化理论方法和在工程科学中的应用：本研究方向以“复杂优化问题的理论与算法”为核心，全方位探索与发展大规模科学与工程计算的数学理论与方法。特色是：研究直接结合重大科学与工程问题，既突出发展有普遍意义的创新数学理论，更注重发展能有效解决现实工程问题的创新模型与创新计算方法。在优化理论与算法研究方面，该方向集中于对大规模非线性规划、组合优化、随机优化等展开系统研究。对最小二乘问题，提出了混合算法与分裂型牛顿方法两大类十多种相关新算法，其中混合算法被国内外公认是当前已知最有效的算法之一，有关结果被总结在最近Kluwer Academic Press出版的《Methods for Nonlinear Least Squares》(徐成贤着)专著中；对一般最优化问题，提出了克服整体收敛信赖域方法中子问题过于复杂的几何方法－不定折线法，本质地推动了信赖域方法的推广与应用；对于金融工程系统(如风险管理、最优投资等)所出现的随机优化问题，提出了解多阶段有补偿问题的对偶梯度法与对偶次梯度法等。该方向研究教师11人，其中教授5人，具有博士学位3人，年平均发表高水平学术论文15篇以上。曾组织和主持召开《最优化理论与算法国际学术讨论会》(两届)、《计算机和组合数学国际会议》等国际学术会议。目前，课题组正参与《国家基础研究发展规划》重大项目《大规模科学计算》研究。徐成贤教授，博士生导师，1987年在英国Dundee大学数学科学获博士学位，长期从事复杂优化问题的理论与算法研究，在国内外重要学术刊物上发表论文40余篇，出版专著一部，目前承担国家自然科学基金研究项目一项，与香港合作基金项目一项。 西安交通大学理学院化学物理研究所创立于2005年，所长由化学学科主任赵翔教授兼任，研究所位于西安市咸宁西路28号西安交通大学主校区。研究所现有材料物理化学研究室、计算化学研究室和应用量子化学研究室等。研究室工作人员拥有专职、兼职科研人员和博士、硕士生10多人。目前正在承担国家、省、部级科研项目以及国际合作研究项目共6项，近年来，先后在国际杂志上发表科研论文60余篇，其中SCI论文40余篇。 该专业创办于1957年，是全国最早开展计算数学教学和科研的专业之一，是教育部“长江学者”设岗单位和陕西省名牌专业，2008年被确定为陕西省高等学校特色专业。该专业拥有数学一级学科博士学位授予权和博士后流动站。2002年计算数学成为国家重点学科，该学科是陕西省数学学会理事长单位。该专业培养具有扎实的信息与科学计算基础知识和计算机软件设计技能，能与其它学科（经济、信息技术、计算机及各类工程学科）相结合的高级人才，并为本专业和相关专业培养具有深厚数学理论基础的研究生后备人才。主要课程设置：数学分析、高等代数、概率论与数理统计、实变函数论、泛函分析等数学类基础课和数值分析、数值优化方法、信息工程、数字信号处理、计算智能等专业基础课和专业课, 以及计算机语言、数据结构、离散数学等计算机类课程。该专业为全日制本科，学制为四年。学生修完规定课程及学分，可获得理学学士学位。毕业生除可进入本专业和各相关专业继续深造，攻读硕士和博士学位外，还可进入高校，科研院所，企事业单位，金融或行政管理部门，从事教学、科研、信息处理及计算机软件的研制开发工作。 该专业创建于1957年， 1979年恢复数学系后重建，是全国最早开展全国应用数学教学和科研的专业之一，2008年被教育部批准为“国家理科基础科学研究和教学人才培养基地”。 目前是教育部“长江学者”设岗单位和陕西省特色专业，该专业拥有数学一级学科博士学位授予权和博士后流动站。该专业培养具有坚实宽广的数学基础，熟练的计算机应用和软件开发能力，能运用现代数学理论及计算机定性、定量分析方法解决科学、工程、金融和管理等领域的实际问题的理科应用型人才，并为本专业和其它相关学科专业培养具有深厚数学理论基础的研究生后备人才。主要课程设置：数学分析、代数、概率论与数理统计、微分方程、实变函数、泛函分析、离散数学等数学类课程，计算机语言、数据结构、数值分析、数据库等计算机类课程；数学建模、运筹优化、生物数学、保险统计等应用类课程。该专业为全日制本科，学制为四年。学生修完规定课程及学分，可获得理学学士学位。毕业生可以从事科研、教学、软件开发、管理等工作，可以继续攻读数学以及与数学相关的高新技术学科、新兴交叉学科的硕士、博士学位。 基础数学研究所是由1979年恢复数学系后的代数与几何教研室演变而来，于1998年更名为基础数学研究所。基础数学研究所现有固定编制教师5人，其中教授2人，副教授2人，讲师1人，博士导师1人。基础数学研究所一直负责着数学学科的主要基础课，承担的课程有数学分析、高等代数、微分几何、微分拓扑、拓扑学、代数学、实变函数、复变函数、泛函分析等本科生和研究生的课程。近年来，相应于全国教育改革的大环境，基础数学研究所在教材和课程建设方面取得了一系列重要的改革和建设成果。基础数学研究所现有两个研究方向：1. 微分方程与动力系统， 特别是解的唯一唯二性问题。2. 几何拓扑，特别是低维拓扑与辛几何。 数学教学实验中心于1998年元月正式成立。该中心是在原工科数学部的基础上组建而成。中心现有固定编制教师25人（博士生导师1人，教授8人，副教授8人，讲师9人），国家级教学名师1人，陕西省教学名师2人；校教学名师1人，具有博士学位或在职攻读博士学位的教师12人；专职实验技术人员2人。数学教学实验中心全面负责国家工科数学课程教学基地的建设和全校数学分析（工科类）、高等数学、线性代数与空间解析几何、概率论与数理统计、概率论与随机过程、复变函数、积分变换、数学物理方程、数学建模与数学实验等课程的教学、教学管理、课程建设以及教学改革工作。近年来，中心在国家工科数学课程教学基地的建设以及工科数学系列课程的建设和教学改革方面均取得了一些重要成果。建成了以四大基础（连续量基础、离散量基础、随机量基础、数学应用基础）为必修课，四大应用数学方法（数学物理方法、实用数值方法、最优化方法、应用统计方法）为选修课的理论课程教学体系，建成了三层次（基础数学实验、数学建模实验、建模创新实验）、渐进式培养创新人才的大学数学实践教学体系和支撑数学实践教学的网络化管理、开放式数学实验室。西安交通大学国家工科数学课程教学基地是1996年底由教育部批准开始建设。在教育部组织的中期检查（2000年5月）和验收（2004年3月）评估中均被评为优秀教学基地，实现了出“名师、名课、名教材”的建设目标。近年来，数学教学实验中心共承担国家级教改课题9项；获国家级教学成果奖4项；省部级教学成果奖8项（其中特等奖2项，一等奖5项）；国家级精品课程1门，省级精品课程2门，校级精品课程2门；出版教材30余部，教学辅导书20余部。 西安交通大学信息科学系创建于1995年。现有人员9人，其中教授4人（博导4人），副教授3人，讲师2人，博士、硕士研究生30余名，是一支以中青年教师为主体，以教授、博士为骨干，具有相当国际影响的高水平研究群体，所在学科为国家级重点学科。信息科学系主要开展信息工程与系统工程领域的理论与方法研究，主要研究方向包括：1 人工智能的数学基础；2 计算智能推理基础；3 人工神经网络理论和非线性系统理论；4 动力系统瞬态计算理论；5 模式分析与数据挖掘方法；6 视觉模拟与图像处理；7 小波分析、时频分析与自适应信号处理；8 大规模集成电路数值模拟等。本系在“九五”和“十五”期间，先后承担了863国家高新技术、国家自然科学基金、国家教委博士点基金等重要科研项目40余项。先后在IEEE Transaction 系列杂志、Neural Networks、SIAM系列杂志、《中国科学》等国际顶尖杂志上发表论文180余篇。在Academic Press、中国科学出版社、高教出版社等出版专著13部。研究与教学成果有4项获得国家级奖励，4项获得省部级奖励。近十年来本系培养博士100余人，硕士100余人。 该专业为我国最早建立的应用理科专业之一，具有学士、硕士、博士学位的授予权，为陕西省特色专业。该专业着重培养学生具有扎实的物理学理论基础，熟练的实验技能和灵活运用物理学原理和方法解决工程技术和自然科学问题的能力，使学生受到良好的科学思维和动手能力的训练，成长为具有较强的知识更新能力和广泛的学科适应能力，适应高新技术发展要求的高级应用物理专门人才。主要课程设置：高等数学、力学、热学、电磁学、光学、原子物理学、理论力学、电动力学、量子力学、热力学与统计物理学、光电子学、物理实验、数学物理方法、固体物理、数字电子技术、模拟电子技术、微机原理及接口技术等光电子科技类课程。该专业为全日制本科，学制为四年。学生修完规定课程及学分，可获得理学学士学位。毕业生可进入科研院所、高等院校从事科学研究或教学等工作，或在政府部门、电信、电力企业和高科技公司等进行技术开发、应用和管理工作，也可进入本专业和各相关专业继续深造，攻读硕士、博士学位。