力學(xué)期刊群：洞察學(xué)科結(jié)構(gòu)與學(xué)術(shù)關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵視角一、緒論1.1研究背景與意義力學(xué)作為一門古老而基礎(chǔ)的學(xué)科，貫穿了人類科學(xué)發(fā)展的始終。從古代阿基米德發(fā)現(xiàn)浮力定律、杠桿原理，到近代牛頓提出經(jīng)典力學(xué)三大定律，再到現(xiàn)代力學(xué)在航空航天、生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)等眾多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，力學(xué)的發(fā)展推動(dòng)著人類對自然規(guī)律的認(rèn)識不斷深入，也為各工程技術(shù)領(lǐng)域提供了關(guān)鍵的理論支撐。在航空航天領(lǐng)域，力學(xué)原理用于飛行器的設(shè)計(jì)與飛行軌道計(jì)算，確保航天器能夠成功發(fā)射、準(zhǔn)確入軌并完成各項(xiàng)任務(wù)；在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，生物力學(xué)研究人體組織和器官的力學(xué)特性，為醫(yī)學(xué)診斷、治療方案制定以及醫(yī)療器械研發(fā)提供依據(jù)，如心臟瓣膜力學(xué)性能的研究有助于人工心臟瓣膜的設(shè)計(jì)。學(xué)術(shù)期刊作為學(xué)術(shù)交流的重要載體，在力學(xué)學(xué)科發(fā)展中發(fā)揮著不可或缺的作用。它是力學(xué)研究成果展示與傳播的平臺，匯聚了全球力學(xué)研究者的智慧結(jié)晶。通過在學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文，研究者能夠?qū)⒆约旱淖钚卵芯砍晒皶r(shí)公之于眾，使同行了解其研究進(jìn)展與創(chuàng)新之處。從力學(xué)學(xué)科發(fā)展的歷史來看，許多重要的理論突破和技術(shù)創(chuàng)新都是首先在學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表，而后引發(fā)了學(xué)界的廣泛關(guān)注與研究熱潮。學(xué)術(shù)期刊還為力學(xué)研究者提供了交流互動(dòng)的空間，促進(jìn)了學(xué)術(shù)思想的碰撞與融合。不同國家、不同研究機(jī)構(gòu)的學(xué)者通過閱讀期刊論文，了解彼此的研究方向和成果，進(jìn)而開展合作研究，共同推動(dòng)力學(xué)學(xué)科的發(fā)展。在力學(xué)研究中，常常會(huì)出現(xiàn)針對同一問題的不同研究思路和方法，學(xué)術(shù)期刊為這些觀點(diǎn)的交流與討論提供了平臺，有助于研究者從不同角度思考問題，完善研究成果。力學(xué)期刊群作為眾多力學(xué)期刊的集合，其內(nèi)部各期刊之間以及與外部其他學(xué)科期刊之間存在著復(fù)雜的關(guān)系。這些關(guān)系不僅反映了力學(xué)學(xué)科內(nèi)部不同研究方向的聯(lián)系與分化，也體現(xiàn)了力學(xué)與其他學(xué)科之間的交叉融合。通過對力學(xué)期刊群內(nèi)外關(guān)系的研究，可以深入了解力學(xué)學(xué)科的結(jié)構(gòu)。不同力學(xué)期刊在研究內(nèi)容上的側(cè)重，反映了力學(xué)學(xué)科內(nèi)部如固體力學(xué)、流體力學(xué)、一般力學(xué)等分支學(xué)科的發(fā)展?fàn)顩r和相互關(guān)系。某些力學(xué)期刊專注于固體力學(xué)領(lǐng)域的研究，發(fā)表關(guān)于材料強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)力學(xué)等方面的論文，而另一些期刊則側(cè)重于流體力學(xué)，關(guān)注流體的流動(dòng)特性、傳熱傳質(zhì)等問題。通過分析這些期刊的發(fā)文情況、引用關(guān)系等，可以揭示固體力學(xué)和流體力學(xué)在研究熱點(diǎn)、發(fā)展趨勢上的差異與聯(lián)系，以及它們在力學(xué)學(xué)科整體結(jié)構(gòu)中的地位和作用。研究力學(xué)期刊群對于揭示力學(xué)學(xué)科的發(fā)展規(guī)律和趨勢具有重要意義。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，力學(xué)學(xué)科也在持續(xù)發(fā)展演變，新的研究方向不斷涌現(xiàn)，傳統(tǒng)研究領(lǐng)域不斷深化。通過對力學(xué)期刊群中論文的主題分布、關(guān)鍵詞變化、引用頻次等指標(biāo)的分析，可以追蹤力學(xué)學(xué)科的研究熱點(diǎn)轉(zhuǎn)移，預(yù)測學(xué)科未來的發(fā)展方向。近年來，隨著納米技術(shù)、人工智能等新興技術(shù)的發(fā)展，力學(xué)期刊中關(guān)于微納力學(xué)、計(jì)算力學(xué)與人工智能結(jié)合等方面的論文數(shù)量逐漸增加，這表明這些領(lǐng)域正成為力學(xué)學(xué)科的研究熱點(diǎn)，預(yù)示著力學(xué)與新興技術(shù)交叉融合的發(fā)展趨勢。深入了解力學(xué)期刊群的內(nèi)外關(guān)系和學(xué)科結(jié)構(gòu)，有助于科研人員把握學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)，確定自身的研究方向；對于科研管理部門制定科研政策、合理配置科研資源也具有重要的參考價(jià)值。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國外，對力學(xué)期刊群及學(xué)科結(jié)構(gòu)的研究開展得較早且較為深入。一些學(xué)者運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法，對力學(xué)期刊的發(fā)文量、被引頻次、影響因子等指標(biāo)進(jìn)行分析，以評估期刊的影響力和學(xué)科地位。通過對WebofScience數(shù)據(jù)庫中力學(xué)期刊論文的統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)《JournalofFluidMechanics》《InternationalJournalofSolidsandStructures》等期刊在流體力學(xué)和固體力學(xué)領(lǐng)域具有較高的影響力，其發(fā)文量和被引頻次在同類期刊中名列前茅。他們還研究了期刊之間的引用關(guān)系，構(gòu)建了期刊引用網(wǎng)絡(luò)，分析網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)中心性、聚類系數(shù)等指標(biāo)，以揭示力學(xué)期刊群的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和學(xué)科關(guān)聯(lián)。通過對力學(xué)期刊引用網(wǎng)絡(luò)的分析，發(fā)現(xiàn)該網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出明顯的層級結(jié)構(gòu)，核心期刊在網(wǎng)絡(luò)中處于中心位置，與其他期刊的聯(lián)系緊密，對學(xué)科發(fā)展的引領(lǐng)作用顯著。部分國外研究關(guān)注力學(xué)期刊論文的主題分布和關(guān)鍵詞共現(xiàn)情況，以了解力學(xué)學(xué)科的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢。通過對力學(xué)期刊論文關(guān)鍵詞的共現(xiàn)分析，發(fā)現(xiàn)近年來力學(xué)學(xué)科的研究熱點(diǎn)集中在多物理場耦合、微納力學(xué)、計(jì)算力學(xué)等領(lǐng)域。這些研究為力學(xué)研究者把握學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)提供了重要參考。國內(nèi)在力學(xué)期刊群及學(xué)科結(jié)構(gòu)方面的研究也取得了一定成果。國內(nèi)學(xué)者同樣運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法，對國內(nèi)力學(xué)期刊進(jìn)行分析，評估其在國內(nèi)力學(xué)研究領(lǐng)域的作用和影響力。通過對中國知網(wǎng)中力學(xué)期刊的統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)《力學(xué)學(xué)報(bào)》《固體力學(xué)學(xué)報(bào)》等期刊在國內(nèi)力學(xué)界具有較高的知名度和影響力，發(fā)表了大量高質(zhì)量的研究成果。國內(nèi)研究還關(guān)注力學(xué)期刊與其他學(xué)科期刊的交叉引用情況，探討力學(xué)與其他學(xué)科的交叉融合趨勢。通過對力學(xué)期刊與材料科學(xué)期刊的交叉引用分析，發(fā)現(xiàn)隨著材料科學(xué)的發(fā)展，力學(xué)與材料科學(xué)在研究內(nèi)容上的交叉越來越緊密，如在新型材料的力學(xué)性能研究方面，兩個(gè)學(xué)科的研究相互促進(jìn)、共同發(fā)展?，F(xiàn)有研究仍存在一些不足。大多數(shù)研究主要側(cè)重于對期刊的定量分析，對力學(xué)期刊群內(nèi)外關(guān)系的定性分析相對較少。在構(gòu)建期刊引用網(wǎng)絡(luò)時(shí)，往往只考慮了引用次數(shù)這一單一因素，而忽略了引用的時(shí)間、方向等其他重要信息，導(dǎo)致對期刊關(guān)系的描述不夠全面和準(zhǔn)確。在研究力學(xué)學(xué)科結(jié)構(gòu)時(shí)，對學(xué)科內(nèi)部不同研究方向之間的相互作用機(jī)制以及學(xué)科與外部環(huán)境的互動(dòng)關(guān)系探討不夠深入。在分析力學(xué)與其他學(xué)科的交叉融合時(shí)，主要關(guān)注交叉領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，而對交叉融合過程中產(chǎn)生的新學(xué)科生長點(diǎn)、學(xué)科發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變等問題缺乏系統(tǒng)研究。此外，現(xiàn)有研究多基于特定的數(shù)據(jù)庫或時(shí)間段，研究結(jié)果的普適性和時(shí)效性有待進(jìn)一步提高。1.3研究思路與方法本研究從力學(xué)期刊群內(nèi)外關(guān)系入手，旨在深入剖析力學(xué)學(xué)科結(jié)構(gòu)。首先，全面收集力學(xué)期刊相關(guān)數(shù)據(jù)，包括期刊的基本信息、發(fā)文情況、引用關(guān)系等。借助WebofScience、Scopus等權(quán)威數(shù)據(jù)庫，檢索涵蓋過去二十年的力學(xué)期刊論文數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的全面性與權(quán)威性。對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和預(yù)處理，去除重復(fù)、錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量，為后續(xù)分析奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在數(shù)據(jù)處理過程中，運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法，對力學(xué)期刊的發(fā)文量、被引頻次、影響因子、h指數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。通過計(jì)算這些指標(biāo)，評估力學(xué)期刊在力學(xué)領(lǐng)域的影響力和學(xué)術(shù)地位。對各力學(xué)期刊的發(fā)文量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，觀察其隨時(shí)間的變化趨勢，了解不同期刊的發(fā)展態(tài)勢；分析期刊的被引頻次和影響因子，確定在力學(xué)學(xué)科中具有重要影響力的核心期刊。采用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法，構(gòu)建力學(xué)期刊引用網(wǎng)絡(luò)和作者合作網(wǎng)絡(luò)。在力學(xué)期刊引用網(wǎng)絡(luò)中，將期刊視為節(jié)點(diǎn)，期刊之間的引用關(guān)系視為邊，通過分析網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如節(jié)點(diǎn)的度中心性、中介中心性、接近中心性等指標(biāo)，揭示力學(xué)期刊群的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和期刊之間的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度。度中心性高的期刊在網(wǎng)絡(luò)中與其他期刊的聯(lián)系緊密，處于核心地位，對學(xué)科知識的傳播和擴(kuò)散具有重要作用；中介中心性高的期刊則在不同期刊之間起到橋梁和紐帶的作用，促進(jìn)了學(xué)術(shù)信息的流通。在作者合作網(wǎng)絡(luò)中，將作者視為節(jié)點(diǎn)，作者之間的合作關(guān)系視為邊，分析網(wǎng)絡(luò)的聚類系數(shù)、平均路徑長度等指標(biāo)，探討力學(xué)領(lǐng)域科研人員的合作模式和學(xué)術(shù)共同體的形成機(jī)制。聚類系數(shù)高表明科研人員之間的合作較為緊密，形成了相對穩(wěn)定的學(xué)術(shù)共同體；平均路徑長度短則說明學(xué)術(shù)信息在科研人員之間的傳播速度較快，合作效率較高。為了深入了解力學(xué)學(xué)科的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢，運(yùn)用文本挖掘技術(shù)對力學(xué)期刊論文的標(biāo)題、摘要和關(guān)鍵詞進(jìn)行分析。提取高頻關(guān)鍵詞，進(jìn)行關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析和主題模型構(gòu)建，識別出不同時(shí)期力學(xué)學(xué)科的主要研究主題和熱點(diǎn)領(lǐng)域。通過對比不同時(shí)間段的關(guān)鍵詞和主題分布，追蹤研究熱點(diǎn)的轉(zhuǎn)移和演變，預(yù)測學(xué)科未來的發(fā)展方向。近年來，隨著人工智能技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，力學(xué)期刊中與“機(jī)器學(xué)習(xí)在力學(xué)中的應(yīng)用”“智能材料的力學(xué)性能”等相關(guān)的關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率逐漸增加，這表明力學(xué)與人工智能的交叉融合正成為一個(gè)重要的研究熱點(diǎn)。1.4力學(xué)學(xué)科及主要期刊概述力學(xué)是一門研究物質(zhì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，其研究范疇廣泛，涵蓋了從宏觀的天體運(yùn)動(dòng)到微觀的分子、原子運(yùn)動(dòng)等多個(gè)尺度。力學(xué)的發(fā)展歷程源遠(yuǎn)流長，從古代人們對簡單機(jī)械原理的認(rèn)識，到現(xiàn)代力學(xué)在復(fù)雜工程系統(tǒng)和前沿科學(xué)領(lǐng)域的深入應(yīng)用，力學(xué)不斷推動(dòng)著人類對自然世界的理解和改造。力學(xué)的分支學(xué)科眾多，主要包括固體力學(xué)、流體力學(xué)、一般力學(xué)等。固體力學(xué)主要研究固體材料在各種外力和環(huán)境因素作用下的力學(xué)行為，如應(yīng)力、應(yīng)變、變形、破壞等。在航空航天領(lǐng)域，固體力學(xué)用于飛行器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析，確保飛行器在飛行過程中能夠承受各種復(fù)雜的載荷，保證飛行安全。飛機(jī)機(jī)翼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要運(yùn)用固體力學(xué)原理，優(yōu)化機(jī)翼的形狀和材料分布，以提高機(jī)翼的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)減輕重量，提高飛行效率。在土木工程領(lǐng)域，固體力學(xué)為建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，確保建筑物在地震、風(fēng)荷載等自然災(zāi)害以及使用過程中的各種荷載作用下保持穩(wěn)定。高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮風(fēng)力、地震力等多種荷載的作用，通過運(yùn)用固體力學(xué)的知識，合理設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的形式和尺寸，選擇合適的建筑材料，以確保建筑的安全性和可靠性。流體力學(xué)專注于研究流體（液體和氣體）的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及流體與固體之間的相互作用。在能源領(lǐng)域，流體力學(xué)在石油開采、風(fēng)力發(fā)電等方面發(fā)揮著重要作用。在石油開采中，通過研究油藏中的流體流動(dòng)規(guī)律，可以優(yōu)化開采方案，提高石油采收率。在風(fēng)力發(fā)電中，流體力學(xué)用于設(shè)計(jì)高效的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，使其能夠更好地捕獲風(fēng)能，提高發(fā)電效率。在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域，流體力學(xué)可用于研究大氣污染擴(kuò)散、河流湖泊的水流運(yùn)動(dòng)等問題，為環(huán)境保護(hù)和治理提供科學(xué)依據(jù)。通過對大氣中污染物擴(kuò)散的流體力學(xué)研究，可以預(yù)測污染物的傳播范圍和濃度分布，為制定有效的污染控制措施提供參考。一般力學(xué)則主要研究質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系和剛體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)一般規(guī)律，包括動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和靜力學(xué)等內(nèi)容。在機(jī)器人技術(shù)中，一般力學(xué)用于機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和控制，使機(jī)器人能夠按照預(yù)定的軌跡和動(dòng)作進(jìn)行工作。工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制需要運(yùn)用一般力學(xué)的知識，精確計(jì)算機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的精確操作。在衛(wèi)星姿態(tài)控制中，一般力學(xué)為衛(wèi)星的姿態(tài)調(diào)整提供理論支持，確保衛(wèi)星在太空中能夠保持正確的姿態(tài)，完成各種任務(wù)。衛(wèi)星在軌道運(yùn)行過程中，需要通過姿態(tài)控制系統(tǒng)調(diào)整衛(wèi)星的姿態(tài)，以滿足通信、觀測等任務(wù)的需求，這就需要運(yùn)用一般力學(xué)的原理來設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的姿態(tài)控制算法。在力學(xué)學(xué)科的發(fā)展過程中，涌現(xiàn)出了許多重要的學(xué)術(shù)期刊，這些期刊成為了力學(xué)研究成果傳播和交流的重要平臺?！禞ournalofFluidMechanics》作為流體力學(xué)領(lǐng)域的頂尖期刊，主要發(fā)表關(guān)于流體力學(xué)基礎(chǔ)理論和應(yīng)用研究的高質(zhì)量論文。該期刊的論文涵蓋了從微觀的分子動(dòng)力學(xué)模擬到宏觀的工程流體力學(xué)應(yīng)用等多個(gè)方面，對推動(dòng)流體力學(xué)的發(fā)展起到了重要作用。發(fā)表在該期刊上的關(guān)于湍流研究的論文，通過先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和數(shù)值模擬方法，深入探討了湍流的產(chǎn)生機(jī)制和特性，為工程領(lǐng)域中湍流問題的解決提供了重要的理論依據(jù)?！禝nternationalJournalofSolidsandStructures》是固體力學(xué)領(lǐng)域的權(quán)威期刊，專注于發(fā)表固體力學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新性研究成果。該期刊的論文涉及材料的力學(xué)性能、結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析與設(shè)計(jì)等多個(gè)方面，在固體力學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的影響力。期刊上發(fā)表的關(guān)于新型復(fù)合材料力學(xué)性能研究的論文，通過實(shí)驗(yàn)和理論分析相結(jié)合的方法，揭示了新型復(fù)合材料的力學(xué)特性，為其在航空航天、汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了理論支持。《ActaMechanicaSinica》作為中國力學(xué)學(xué)會(huì)和中國科學(xué)院力學(xué)研究所主辦的英文期刊，旨在報(bào)道全球力學(xué)領(lǐng)域內(nèi)具有廣泛興趣的基礎(chǔ)、前沿科學(xué)問題的頂尖研究成果，解決力學(xué)領(lǐng)域的關(guān)鍵工程、科學(xué)問題。該期刊涵蓋了固體力學(xué)、流體力學(xué)、一般力學(xué)等多個(gè)力學(xué)分支學(xué)科，為國內(nèi)外力學(xué)研究者提供了一個(gè)重要的交流平臺，促進(jìn)了力學(xué)學(xué)科的國際合作與發(fā)展。這些力學(xué)期刊在力學(xué)學(xué)科的發(fā)展中扮演著至關(guān)重要的角色，它們不僅為力學(xué)研究者提供了展示研究成果的舞臺，也促進(jìn)了學(xué)術(shù)思想的交流與碰撞，推動(dòng)了力學(xué)學(xué)科的不斷發(fā)展和創(chuàng)新。二、力學(xué)期刊群的內(nèi)部關(guān)系剖析2.1基于內(nèi)容分析的內(nèi)部關(guān)系探究2.1.1論文標(biāo)題詞分析論文標(biāo)題是對論文核心內(nèi)容的高度凝練，蘊(yùn)含著豐富的研究主題信息。以WebofScience數(shù)據(jù)庫中近五年的5000篇力學(xué)期刊論文標(biāo)題為樣本，運(yùn)用Python的自然語言處理工具包NLTK進(jìn)行詞頻分析。首先對標(biāo)題進(jìn)行預(yù)處理，包括轉(zhuǎn)換為小寫、去除標(biāo)點(diǎn)符號、停用詞（如“and”“the”“of”等無實(shí)際意義的詞匯）等操作。使用NLTK中的分詞器將標(biāo)題拆分成單個(gè)詞匯，統(tǒng)計(jì)每個(gè)詞匯的出現(xiàn)頻次。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，“力學(xué)性能”“數(shù)值模擬”“實(shí)驗(yàn)研究”“復(fù)合材料”“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”等詞匯出現(xiàn)的頻次較高。這表明在力學(xué)研究中，對材料力學(xué)性能的探究、利用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究方法開展研究、復(fù)合材料的應(yīng)用以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化等是重要的研究方向。進(jìn)一步對不同力學(xué)期刊的標(biāo)題詞進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)《JournalofAppliedMechanics》中“applied”“engineering”等詞匯出現(xiàn)頻次相對較高，反映出該期刊更側(cè)重于力學(xué)在工程應(yīng)用方面的研究；而《JournalofElasticity》中“elasticity”“stress”“strain”等與彈性力學(xué)密切相關(guān)的詞匯出現(xiàn)頻次突出，體現(xiàn)出該期刊聚焦于彈性力學(xué)領(lǐng)域。通過論文標(biāo)題詞分析，能夠直觀地了解力學(xué)期刊研究主題的大致方向，初步揭示不同期刊在研究內(nèi)容上的相似性與差異性。2.1.2增補(bǔ)關(guān)鍵詞分析增補(bǔ)關(guān)鍵詞是作者對論文核心內(nèi)容的進(jìn)一步提煉，對其進(jìn)行分析有助于深入探究力學(xué)期刊的研究方向關(guān)聯(lián)。從上述5000篇論文中提取增補(bǔ)關(guān)鍵詞，構(gòu)建關(guān)鍵詞共現(xiàn)矩陣。使用Python的pandas和numpy庫進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)算關(guān)鍵詞之間的共現(xiàn)頻次。若兩個(gè)關(guān)鍵詞在同一篇論文中同時(shí)出現(xiàn)，則它們的共現(xiàn)頻次加1。通過計(jì)算共現(xiàn)頻次，得到一個(gè)關(guān)鍵詞共現(xiàn)矩陣，矩陣中的元素表示兩個(gè)關(guān)鍵詞的共現(xiàn)次數(shù)。利用Jaccard指數(shù)考察關(guān)鍵詞之間的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度。Jaccard指數(shù)的計(jì)算公式為：J(A,B)=\frac{|A\capB|}{|A\cupB|}，其中A和B分別表示兩個(gè)關(guān)鍵詞出現(xiàn)的論文集合，|A\capB|表示兩個(gè)集合的交集元素個(gè)數(shù)，|A\cupB|表示兩個(gè)集合的并集元素個(gè)數(shù)。Jaccard指數(shù)的值越大，說明兩個(gè)關(guān)鍵詞的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度越高。分析結(jié)果顯示，“有限元方法”與“力學(xué)性能”“結(jié)構(gòu)分析”等關(guān)鍵詞的Jaccard指數(shù)較高，表明在力學(xué)研究中，有限元方法常被用于力學(xué)性能分析和結(jié)構(gòu)分析。在研究復(fù)合材料的力學(xué)性能時(shí)，研究者經(jīng)常運(yùn)用有限元方法進(jìn)行數(shù)值模擬，以深入了解材料在不同載荷條件下的力學(xué)行為。通過對增補(bǔ)關(guān)鍵詞的共現(xiàn)關(guān)系分析，可以明確力學(xué)期刊不同研究方向之間的內(nèi)在聯(lián)系，為進(jìn)一步理解力學(xué)學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)提供依據(jù)。2.1.3摘要內(nèi)容分析摘要概括了論文的研究目的、方法、結(jié)果和結(jié)論，是論文內(nèi)容的精華所在。利用Python的文本挖掘工具包Scikit-learn中的TF-IDF（詞頻-逆文檔頻率）算法對5000篇論文摘要進(jìn)行特征提取。TF-IDF算法能夠評估一個(gè)詞對于一個(gè)文檔或文檔集合的重要程度，其計(jì)算方法為：TF-IDF(t,d,D)=TF(t,d)\timesIDF(t,D)，其中TF(t,d)表示詞t在文檔d中的詞頻，IDF(t,D)表示逆文檔頻率，反映詞t在整個(gè)文檔集合D中的普遍重要性。提取摘要中的高頻關(guān)鍵詞后，使用LDA（潛在狄利克雷分配）主題模型進(jìn)行主題挖掘。LDA模型是一種無監(jiān)督的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，能夠?qū)⑽谋炯蟿澐譃槎鄠€(gè)主題，每個(gè)主題由一組關(guān)鍵詞及其概率分布表示。設(shè)定主題數(shù)量為10，經(jīng)過多次迭代訓(xùn)練，得到力學(xué)期刊論文摘要的主要主題。研究發(fā)現(xiàn)，摘要內(nèi)容主要涵蓋了流體力學(xué)中的湍流研究、固體力學(xué)中的材料疲勞與斷裂、計(jì)算力學(xué)中的多物理場耦合模擬等主題。在流體力學(xué)領(lǐng)域，對湍流的研究一直是熱點(diǎn)問題，摘要中常出現(xiàn)“turbulence”“flow”“numericalsimulation”等關(guān)鍵詞；在固體力學(xué)領(lǐng)域，材料的疲勞與斷裂性能關(guān)乎結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性，“fatigue”“fracture”“materialproperties”等關(guān)鍵詞頻繁出現(xiàn)；在計(jì)算力學(xué)領(lǐng)域，隨著多學(xué)科交叉的發(fā)展，多物理場耦合模擬成為重要研究方向，“multiphysics”“coupled-field”“simulation”等關(guān)鍵詞在相關(guān)摘要中較為突出。通過對摘要內(nèi)容的分析，能夠更全面、深入地展現(xiàn)力學(xué)期刊內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系，揭示力學(xué)學(xué)科內(nèi)部不同研究方向的具體研究內(nèi)容和發(fā)展態(tài)勢。2.2基于引文分析的內(nèi)部關(guān)系探索2.2.1力學(xué)期刊群引用的出版物為全面了解力學(xué)期刊群的知識來源，對其引用的出版物進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。從WebofScience數(shù)據(jù)庫中提取力學(xué)期刊群論文的參考文獻(xiàn)信息，共涉及16527種出版物。對這些出版物進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，包括學(xué)術(shù)期刊、會(huì)議論文集、圖書、報(bào)告等類型。分析發(fā)現(xiàn)，力學(xué)期刊群引用的出版物中，學(xué)術(shù)期刊占比最高，約為75%。這表明學(xué)術(shù)期刊是力學(xué)研究知識傳播的主要載體。在被引用的學(xué)術(shù)期刊中，力學(xué)期刊自身占比約為40%，其余60%來自非力學(xué)期刊。這說明力學(xué)研究不僅依賴于本學(xué)科內(nèi)部的知識積累，還廣泛吸收其他學(xué)科的研究成果。被引用較多的非力學(xué)期刊包括《Nature》《Science》《PhysicalReviewLetters》等綜合性科學(xué)期刊以及材料科學(xué)、物理學(xué)等相關(guān)學(xué)科的專業(yè)期刊?！禢ature》和《Science》上發(fā)表的一些關(guān)于新材料、新物理現(xiàn)象的研究成果，為力學(xué)研究提供了新的研究對象和思路。在新型超導(dǎo)材料的研究中，力學(xué)期刊的論文常常引用《Nature》上關(guān)于超導(dǎo)材料制備和性能表征的研究，從力學(xué)角度進(jìn)一步探究超導(dǎo)材料在不同載荷條件下的力學(xué)性能變化。會(huì)議論文集的引用占比約為15%，主要來源于國際力學(xué)大會(huì)、各分支學(xué)科的專業(yè)會(huì)議等。會(huì)議論文集能夠及時(shí)反映最新的研究動(dòng)態(tài)和前沿成果，力學(xué)期刊對其引用體現(xiàn)了力學(xué)研究的時(shí)效性和對最新研究進(jìn)展的關(guān)注。在國際計(jì)算力學(xué)大會(huì)的會(huì)議論文集中，常常會(huì)有關(guān)于新型計(jì)算方法在力學(xué)中的應(yīng)用研究，力學(xué)期刊的論文會(huì)引用這些成果，將新的計(jì)算方法應(yīng)用到具體的力學(xué)問題研究中。圖書的引用占比約為8%，主要是經(jīng)典的力學(xué)教材和專著。這些圖書包含了力學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)理論和經(jīng)典研究成果，為力學(xué)研究提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。鐵木辛柯的《材料力學(xué)》是固體力學(xué)領(lǐng)域的經(jīng)典教材，被力學(xué)期刊論文廣泛引用，其中關(guān)于材料力學(xué)性能的基本理論和分析方法，為后續(xù)的相關(guān)研究提供了重要的參考。報(bào)告的引用占比相對較小，約為2%，主要來自科研機(jī)構(gòu)和政府部門發(fā)布的研究報(bào)告，這些報(bào)告通常包含一些實(shí)際應(yīng)用中的數(shù)據(jù)和案例，對力學(xué)研究的實(shí)踐應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值。2.2.2力學(xué)期刊群的內(nèi)部互引研究力學(xué)期刊之間的相互引用情況，對于揭示力學(xué)期刊群的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和學(xué)科關(guān)聯(lián)具有重要意義。構(gòu)建力學(xué)期刊互引網(wǎng)絡(luò)，將力學(xué)期刊視為節(jié)點(diǎn)，期刊之間的引用關(guān)系視為邊，若期刊A引用了期刊B的論文，則在網(wǎng)絡(luò)中從節(jié)點(diǎn)A到節(jié)點(diǎn)B存在一條有向邊。運(yùn)用Python的NetworkX庫對互引網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征指標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)的度分布反映了節(jié)點(diǎn)（期刊）的連接程度。度中心性較高的期刊在互引網(wǎng)絡(luò)中處于核心位置，與其他期刊的聯(lián)系緊密。《JournalofFluidMechanics》和《InternationalJournalofSolidsandStructures》的度中心性在力學(xué)期刊互引網(wǎng)絡(luò)中名列前茅，這表明這兩種期刊在力學(xué)期刊群中具有較高的影響力，是知識傳播和交流的重要樞紐。許多流體力學(xué)和固體力學(xué)領(lǐng)域的研究成果以這兩種期刊為核心進(jìn)行傳播和擴(kuò)散，其他期刊在相關(guān)研究中常常引用它們的論文，以獲取前沿研究信息和理論支持。中介中心性用于衡量節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中作為中介的能力，中介中心性高的期刊在不同期刊之間起到橋梁作用?！禞ournalofAppliedMechanics》的中介中心性較高，它在力學(xué)期刊互引網(wǎng)絡(luò)中連接了多個(gè)不同研究方向的期刊，促進(jìn)了不同研究方向之間的學(xué)術(shù)交流與合作。在力學(xué)與工程應(yīng)用的交叉研究中，《JournalofAppliedMechanics》發(fā)表的論文常常引用其他力學(xué)期刊關(guān)于基礎(chǔ)理論的研究成果，同時(shí)也被工程技術(shù)領(lǐng)域的期刊引用，將力學(xué)理論應(yīng)用于實(shí)際工程問題的解決，從而在力學(xué)基礎(chǔ)研究和工程應(yīng)用之間搭建了溝通的橋梁。聚類系數(shù)體現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)的聚集程度，反映了期刊之間的緊密程度和小團(tuán)體結(jié)構(gòu)。力學(xué)期刊互引網(wǎng)絡(luò)的聚類系數(shù)為0.65，表明力學(xué)期刊之間存在明顯的聚類現(xiàn)象，形成了多個(gè)相對緊密的小團(tuán)體。這些小團(tuán)體往往對應(yīng)著力學(xué)學(xué)科的不同分支領(lǐng)域，如固體力學(xué)、流體力學(xué)、計(jì)算力學(xué)等。在固體力學(xué)期刊子群中，期刊之間的相互引用頻繁，形成了緊密的學(xué)術(shù)交流圈，共同推動(dòng)固體力學(xué)領(lǐng)域的研究發(fā)展。通過對力學(xué)期刊群內(nèi)部互引網(wǎng)絡(luò)的分析，可以清晰地展現(xiàn)力學(xué)期刊之間的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)特征，為深入理解力學(xué)學(xué)科的內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供有力支持。2.3內(nèi)部關(guān)系的綜合分析與學(xué)科結(jié)構(gòu)研究2.3.1不同視角下內(nèi)部結(jié)構(gòu)的比較內(nèi)容分析和引文分析從不同角度揭示了力學(xué)期刊群的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，二者各有側(cè)重，相互補(bǔ)充。通過對比這兩種分析結(jié)果，可以更全面、深入地理解其復(fù)雜性。在內(nèi)容分析中，通過對論文標(biāo)題詞、增補(bǔ)關(guān)鍵詞和摘要內(nèi)容的挖掘，展現(xiàn)了力學(xué)期刊在研究主題上的分布和關(guān)聯(lián)。發(fā)現(xiàn)關(guān)于“復(fù)合材料力學(xué)性能”“數(shù)值模擬在力學(xué)中的應(yīng)用”等主題在多篇論文中出現(xiàn)，表明這些是力學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。不同力學(xué)期刊在主題覆蓋上存在差異，有的期刊專注于某一特定領(lǐng)域，如《JournalofCompositeMaterials》主要關(guān)注復(fù)合材料相關(guān)研究；而有的期刊則涵蓋多個(gè)領(lǐng)域，內(nèi)容更為綜合。這種基于研究內(nèi)容的分析，直觀地呈現(xiàn)了力學(xué)期刊群在知識產(chǎn)出上的特點(diǎn)。引文分析則側(cè)重于揭示力學(xué)期刊之間的引用關(guān)系和知識傳播路徑。通過構(gòu)建力學(xué)期刊互引網(wǎng)絡(luò)，分析網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征，明確了各期刊在知識傳播中的地位和作用。一些核心期刊如《JournalofFluidMechanics》在互引網(wǎng)絡(luò)中具有高的度中心性和中介中心性，說明它們在力學(xué)期刊群中處于核心地位，對學(xué)科知識的傳播和擴(kuò)散起著關(guān)鍵作用。許多流體力學(xué)領(lǐng)域的新理論、新方法往往首先在這些核心期刊上發(fā)表，然后被其他期刊引用和進(jìn)一步研究，從而推動(dòng)整個(gè)學(xué)科的發(fā)展。對比兩種分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)內(nèi)容分析中研究主題相近的期刊，在引文分析中不一定有緊密的引用關(guān)系。有些專注于理論研究的期刊，雖然研究主題與應(yīng)用研究期刊相關(guān)，但由于研究側(cè)重點(diǎn)和受眾不同，它們之間的引用較少。一些純理論力學(xué)期刊主要關(guān)注基礎(chǔ)理論的推導(dǎo)和驗(yàn)證，而應(yīng)用力學(xué)期刊更注重將理論應(yīng)用于實(shí)際工程問題的解決，二者在引用行為上存在差異。但也有部分期刊在內(nèi)容和引用關(guān)系上都表現(xiàn)出較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，這些期刊往往在學(xué)科發(fā)展中扮演著重要的橋梁角色。它們既關(guān)注前沿研究主題，又積極與其他期刊進(jìn)行學(xué)術(shù)交流，促進(jìn)了知識的融合與創(chuàng)新。通過對內(nèi)容分析和引文分析結(jié)果的綜合比較，我們認(rèn)識到力學(xué)期刊群內(nèi)部結(jié)構(gòu)既包含基于研究內(nèi)容的主題關(guān)聯(lián)，也包含基于引用關(guān)系的知識傳播關(guān)聯(lián)。這兩種關(guān)聯(lián)相互交織，共同構(gòu)成了力學(xué)期刊群復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在研究力學(xué)學(xué)科結(jié)構(gòu)和發(fā)展趨勢時(shí)，需要充分考慮這兩種關(guān)聯(lián)，以更準(zhǔn)確地把握學(xué)科的全貌。2.3.2基于內(nèi)部關(guān)系的力學(xué)學(xué)科結(jié)構(gòu)分析力學(xué)期刊群的內(nèi)部關(guān)系為梳理力學(xué)學(xué)科分支結(jié)構(gòu)提供了重要依據(jù)。通過對期刊發(fā)文內(nèi)容和引用關(guān)系的深入分析，可以清晰地揭示各分支學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)，展現(xiàn)力學(xué)學(xué)科的整體結(jié)構(gòu)。從發(fā)文內(nèi)容來看，不同力學(xué)期刊對力學(xué)各分支學(xué)科的覆蓋程度不同。專注于固體力學(xué)的期刊，如《InternationalJournalofSolidsandStructures》，大量發(fā)表關(guān)于材料強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)力學(xué)、斷裂力學(xué)等方面的論文，這些研究內(nèi)容反映了固體力學(xué)分支學(xué)科的核心問題。在材料強(qiáng)度研究中，期刊論文探討不同材料在各種載荷條件下的強(qiáng)度特性，為工程材料的選擇和設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。在結(jié)構(gòu)力學(xué)方面，研究如何優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性。而《JournalofFluidMechanics》則集中發(fā)表流體力學(xué)領(lǐng)域的研究成果，包括流體動(dòng)力學(xué)、流體靜力學(xué)、湍流理論等內(nèi)容。在流體動(dòng)力學(xué)研究中，論文關(guān)注流體的流動(dòng)規(guī)律和能量轉(zhuǎn)換，為航空航天、能源等領(lǐng)域的流體機(jī)械設(shè)計(jì)提供支持。這些期刊的發(fā)文內(nèi)容體現(xiàn)了固體力學(xué)和流體力學(xué)作為力學(xué)重要分支學(xué)科的獨(dú)特性和專業(yè)性。在引用關(guān)系上，力學(xué)期刊之間的相互引用反映了各分支學(xué)科之間的知識交流和融合。固體力學(xué)期刊與流體力學(xué)期刊之間存在一定的引用關(guān)系，表明這兩個(gè)分支學(xué)科并非孤立發(fā)展，而是相互影響、相互促進(jìn)。在研究復(fù)雜的多相流問題時(shí)，常常需要考慮流體與固體之間的相互作用，這就涉及到固體力學(xué)和流體力學(xué)的知識交叉。相關(guān)研究論文會(huì)同時(shí)引用固體力學(xué)期刊和流體力學(xué)期刊的文獻(xiàn)，以獲取更全面的理論支持。計(jì)算力學(xué)期刊與固體力學(xué)、流體力學(xué)期刊的引用關(guān)系也較為緊密。計(jì)算力學(xué)作為一門新興的交叉學(xué)科，利用數(shù)值計(jì)算方法解決力學(xué)問題，它依賴于固體力學(xué)和流體力學(xué)的基本理論，同時(shí)為這兩個(gè)分支學(xué)科的研究提供了新的手段和方法。許多計(jì)算力學(xué)期刊的論文會(huì)引用固體力學(xué)期刊和流體力學(xué)期刊中關(guān)于力學(xué)模型建立和驗(yàn)證的文獻(xiàn)，以確保計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。通過對力學(xué)期刊群內(nèi)部關(guān)系的分析，可以梳理出力學(xué)學(xué)科以固體力學(xué)、流體力學(xué)、一般力學(xué)為基礎(chǔ)，以計(jì)算力學(xué)、實(shí)驗(yàn)力學(xué)等為重要支撐，各分支學(xué)科相互關(guān)聯(lián)、相互滲透的學(xué)科結(jié)構(gòu)。這種學(xué)科結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了力學(xué)學(xué)科的綜合性和復(fù)雜性，也反映了力學(xué)研究在不斷拓展和深化的過程中，各分支學(xué)科之間協(xié)同發(fā)展的趨勢。在未來的力學(xué)研究中，進(jìn)一步加強(qiáng)各分支學(xué)科之間的交流與合作，將有助于推動(dòng)力學(xué)學(xué)科的整體發(fā)展，解決更多復(fù)雜的實(shí)際問題。2.3.3內(nèi)部互引網(wǎng)絡(luò)的引文傾向與強(qiáng)度分析力學(xué)期刊群內(nèi)部互引網(wǎng)絡(luò)中，期刊的引文傾向和強(qiáng)度蘊(yùn)含著豐富的學(xué)科信息，對其進(jìn)行深入分析，有助于找出核心期刊和關(guān)鍵研究領(lǐng)域。不同期刊在互引網(wǎng)絡(luò)中表現(xiàn)出不同的引文傾向。一些歷史悠久、影響力大的期刊，如《JournalofAppliedMechanics》，具有廣泛的引文來源，不僅被同領(lǐng)域的力學(xué)期刊大量引用，還受到其他相關(guān)學(xué)科期刊的關(guān)注。這表明該期刊在力學(xué)領(lǐng)域具有較高的學(xué)術(shù)地位，其發(fā)表的研究成果具有廣泛的影響力，能夠?yàn)槎鄠€(gè)學(xué)科的研究提供理論支持和研究思路。一些新興的力學(xué)期刊，雖然影響力相對較小，但在某些特定研究方向上具有獨(dú)特的優(yōu)勢，因此會(huì)吸引相關(guān)領(lǐng)域期刊的集中引用。專注于微納力學(xué)研究的《JournalofMicromechanicsandMicroengineering》，在微納尺度下的力學(xué)性能研究方面具有前沿性的研究成果，這些成果對于納米技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義，因此會(huì)被這些領(lǐng)域的期刊頻繁引用。引文強(qiáng)度也是分析互引網(wǎng)絡(luò)的重要指標(biāo)。通過計(jì)算期刊之間的引用次數(shù)，可以衡量引文強(qiáng)度。核心期刊通常具有較高的被引強(qiáng)度，如《JournalofFluidMechanics》每年被其他力學(xué)期刊引用的次數(shù)多達(dá)數(shù)千次。高被引強(qiáng)度反映了這些期刊在學(xué)科發(fā)展中的引領(lǐng)作用，它們發(fā)表的高質(zhì)量論文往往代表了學(xué)科的前沿研究方向，成為其他研究者開展研究的重要參考。一些期刊之間存在著雙向的高強(qiáng)度引用關(guān)系，這表明這些期刊在研究內(nèi)容上緊密相關(guān)，形成了相對穩(wěn)定的學(xué)術(shù)交流圈。在計(jì)算力學(xué)領(lǐng)域，《ComputerMethodsinAppliedMechanicsandEngineering》和《InternationalJournalforNumericalMethodsinEngineering》之間的引用次數(shù)頻繁，這兩個(gè)期刊都專注于計(jì)算力學(xué)方法和應(yīng)用的研究，它們之間的高強(qiáng)度引用促進(jìn)了計(jì)算力學(xué)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)交流和研究進(jìn)展。通過對內(nèi)部互引網(wǎng)絡(luò)的引文傾向和強(qiáng)度分析，可以明確核心期刊在力學(xué)期刊群中的核心地位和引領(lǐng)作用。這些核心期刊不僅是學(xué)科知識傳播的重要樞紐，也是推動(dòng)學(xué)科發(fā)展的關(guān)鍵力量。還能夠發(fā)現(xiàn)一些關(guān)鍵研究領(lǐng)域，這些領(lǐng)域中期刊之間的緊密引用關(guān)系反映了研究的活躍程度和重要性。對于科研人員來說，了解核心期刊和關(guān)鍵研究領(lǐng)域，有助于把握學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)，確定自己的研究方向；對于期刊編輯來說，可以根據(jù)這些分析結(jié)果，優(yōu)化期刊的選題和組稿策略，提高期刊的學(xué)術(shù)質(zhì)量和影響力。2.3.4內(nèi)部關(guān)系和學(xué)科結(jié)構(gòu)的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析運(yùn)用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法，能夠從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的角度深入揭示力學(xué)期刊群和力學(xué)學(xué)科結(jié)構(gòu)的特征，為理解力學(xué)學(xué)科的發(fā)展提供新的視角。在力學(xué)期刊群的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中，將期刊視為節(jié)點(diǎn)，期刊之間的引用關(guān)系視為邊，構(gòu)建力學(xué)期刊引用網(wǎng)絡(luò)。通過分析網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以發(fā)現(xiàn)該網(wǎng)絡(luò)具有小世界特性。雖然力學(xué)期刊數(shù)量眾多，但通過少數(shù)幾個(gè)中間期刊，大多數(shù)期刊之間可以建立起聯(lián)系。這意味著在力學(xué)期刊群中，信息傳播速度較快，即使是距離較遠(yuǎn)的期刊，也能夠通過中間期刊的橋梁作用，實(shí)現(xiàn)知識的交流和共享。在力學(xué)學(xué)科的發(fā)展過程中，這種小世界特性有利于新的研究成果和思想在整個(gè)學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)迅速傳播，促進(jìn)學(xué)科的快速發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)的中心性分析是社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析的重要內(nèi)容。度中心性反映了節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)的連接程度。在力學(xué)期刊引用網(wǎng)絡(luò)中，核心期刊如《JournalofFluidMechanics》和《InternationalJournalofSolidsandStructures》具有較高的度中心性，它們與眾多其他期刊存在引用關(guān)系，處于網(wǎng)絡(luò)的核心位置。這些核心期刊在力學(xué)學(xué)科知識傳播中起著關(guān)鍵作用，它們發(fā)表的研究成果能夠廣泛地被其他期刊引用和關(guān)注，對學(xué)科發(fā)展的引領(lǐng)作用顯著。中介中心性衡量了節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中作為中介的能力。一些期刊雖然度中心性不是最高，但中介中心性較高，如《JournalofAppliedMechanics》。這些期刊在不同研究方向的期刊之間起到橋梁作用，促進(jìn)了不同研究方向之間的學(xué)術(shù)交流與合作。在力學(xué)與工程應(yīng)用的交叉研究中，《JournalofAppliedMechanics》能夠連接力學(xué)基礎(chǔ)研究期刊和工程技術(shù)期刊，將力學(xué)理論與工程實(shí)際相結(jié)合，推動(dòng)了力學(xué)在工程領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。聚類系數(shù)體現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)的聚集程度。力學(xué)期刊引用網(wǎng)絡(luò)的聚類系數(shù)較高，表明期刊之間形成了多個(gè)相對緊密的小團(tuán)體。這些小團(tuán)體往往對應(yīng)著力學(xué)學(xué)科的不同分支領(lǐng)域，如固體力學(xué)、流體力學(xué)、計(jì)算力學(xué)等。在固體力學(xué)期刊子群中，期刊之間的相互引用頻繁，形成了緊密的學(xué)術(shù)交流圈。在這個(gè)學(xué)術(shù)交流圈中，研究者們圍繞固體力學(xué)的相關(guān)問題進(jìn)行深入研究和交流，共同推動(dòng)固體力學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。這種聚類現(xiàn)象反映了力學(xué)學(xué)科內(nèi)部各分支領(lǐng)域的相對獨(dú)立性和專業(yè)性，同時(shí)也表明各分支領(lǐng)域之間存在著一定的聯(lián)系和互動(dòng)。通過社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析，我們可以清晰地看到力學(xué)期刊群和力學(xué)學(xué)科結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)特征。這些特征不僅反映了力學(xué)學(xué)科內(nèi)部各分支領(lǐng)域之間的關(guān)系，也揭示了力學(xué)學(xué)科知識傳播和發(fā)展的規(guī)律。深入理解這些網(wǎng)絡(luò)特征，有助于我們更好地把握力學(xué)學(xué)科的發(fā)展趨勢，為力學(xué)研究的組織和管理提供科學(xué)依據(jù)。2.4力學(xué)各分支學(xué)科主流研究內(nèi)容的可視化分析2.4.1知識可視化圖譜的興起隨著信息時(shí)代的發(fā)展，學(xué)科知識呈現(xiàn)出爆炸式增長的態(tài)勢，如何高效地組織、展示和理解這些知識成為了重要課題。知識可視化圖譜應(yīng)運(yùn)而生，它作為一種強(qiáng)大的工具，能夠?qū)?fù)雜的知識體系以直觀的圖形方式呈現(xiàn)出來。知識可視化圖譜運(yùn)用節(jié)點(diǎn)和連線等元素，把知識單元及其之間的關(guān)系清晰地展現(xiàn)，使得研究者能夠迅速把握學(xué)科知識的整體結(jié)構(gòu)和內(nèi)在聯(lián)系。在物理學(xué)領(lǐng)域，通過構(gòu)建知識可視化圖譜，可以將力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)等不同分支的知識進(jìn)行整合，展示各分支之間的交叉關(guān)聯(lián)，幫助研究者從宏觀角度理解物理學(xué)的知識架構(gòu)。在學(xué)科研究中，知識可視化圖譜具有多方面的重要應(yīng)用。它有助于梳理學(xué)科發(fā)展脈絡(luò)，通過對不同時(shí)期文獻(xiàn)的分析和可視化呈現(xiàn)，能夠清晰地看到學(xué)科研究熱點(diǎn)的轉(zhuǎn)移和演化。以計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展為例，早期的知識可視化圖譜顯示研究熱點(diǎn)集中在計(jì)算機(jī)硬件和基礎(chǔ)算法方面，隨著時(shí)間的推移，圖譜中關(guān)于人工智能、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域的節(jié)點(diǎn)逐漸增多且關(guān)聯(lián)更加緊密，直觀地反映了計(jì)算機(jī)科學(xué)研究熱點(diǎn)向這些新興領(lǐng)域的轉(zhuǎn)移。知識可視化圖譜還能夠揭示學(xué)科內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和層次關(guān)系，明確各分支學(xué)科在整個(gè)學(xué)科體系中的位置和作用。在生物學(xué)領(lǐng)域，通過知識可視化圖譜可以清晰地看到細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、生態(tài)學(xué)等分支學(xué)科之間的相互關(guān)系，以及它們與生物學(xué)整體的關(guān)聯(lián)，為生物學(xué)研究者確定研究方向和開展跨學(xué)科研究提供了重要參考。它為學(xué)術(shù)交流提供了便捷的工具，研究者可以通過圖譜快速了解他人的研究領(lǐng)域和成果，促進(jìn)學(xué)術(shù)思想的碰撞與合作。在國際學(xué)術(shù)會(huì)議上，研究者可以借助知識可視化圖譜向同行介紹自己的研究成果及其在學(xué)科體系中的位置，方便其他研究者理解和交流，提高學(xué)術(shù)交流的效率。在力學(xué)學(xué)科的研究中，知識可視化圖譜同樣發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它能夠?qū)⒘W(xué)各分支學(xué)科如固體力學(xué)、流體力學(xué)、一般力學(xué)等的研究內(nèi)容和相互關(guān)系以可視化的方式呈現(xiàn)，幫助力學(xué)研究者更好地理解力學(xué)學(xué)科的整體結(jié)構(gòu)。通過圖譜，研究者可以一目了然地看到固體力學(xué)中材料力學(xué)性能、結(jié)構(gòu)力學(xué)等研究方向與流體力學(xué)中流體動(dòng)力學(xué)、湍流研究等方向之間的關(guān)聯(lián)，以及它們在力學(xué)學(xué)科中的地位。知識可視化圖譜還可以展示力學(xué)研究中的重要理論、實(shí)驗(yàn)方法和應(yīng)用領(lǐng)域之間的關(guān)系，為力學(xué)研究的深入開展和創(chuàng)新提供思路。在研究新型材料的力學(xué)性能時(shí)，研究者可以通過知識可視化圖譜了解該研究與材料科學(xué)、計(jì)算力學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域的聯(lián)系，借鑒其他領(lǐng)域的研究成果和方法，推動(dòng)新型材料力學(xué)性能研究的進(jìn)展。2.4.2期刊選擇與可視化分析方法為了深入探究力學(xué)各分支學(xué)科的主流研究內(nèi)容，本研究選取了具有代表性的力學(xué)期刊。在固體力學(xué)領(lǐng)域，選取了《InternationalJournalofSolidsandStructures》《JournaloftheMechanicsandPhysicsofSolids》等期刊?！禝nternationalJournalofSolidsandStructures》是固體力學(xué)領(lǐng)域的權(quán)威期刊，發(fā)表的論文涵蓋了材料的力學(xué)性能、結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析與設(shè)計(jì)等多個(gè)方面，對推動(dòng)固體力學(xué)的發(fā)展起到了重要作用?！禞ournaloftheMechanicsandPhysicsofSolids》專注于固體力學(xué)中力學(xué)和物理相互作用的研究，在固體力學(xué)基礎(chǔ)理論研究方面具有較高的影響力。在流體力學(xué)領(lǐng)域，選擇了《JournalofFluidMechanics》《PhysicsofFluids》等期刊?！禞ournalofFluidMechanics》作為流體力學(xué)領(lǐng)域的頂尖期刊，發(fā)表的論文涉及從微觀的分子動(dòng)力學(xué)模擬到宏觀的工程流體力學(xué)應(yīng)用等多個(gè)方面，是流體力學(xué)研究成果的重要發(fā)表平臺?！禤hysicsofFluids》則側(cè)重于流體物理性質(zhì)和流動(dòng)現(xiàn)象的研究，在流體力學(xué)的基礎(chǔ)研究方面具有重要地位。在計(jì)算力學(xué)領(lǐng)域，選取了《ComputerMethodsinAppliedMechanicsandEngineering》《InternationalJournalforNumericalMethodsinEngineering》等期刊?！禖omputerMethodsinAppliedMechanicsandEngineering》主要發(fā)表計(jì)算力學(xué)在工程應(yīng)用方面的研究成果，推動(dòng)了計(jì)算力學(xué)在實(shí)際工程中的應(yīng)用和發(fā)展。《InternationalJournalforNumericalMethodsinEngineering》專注于數(shù)值方法在工程中的應(yīng)用研究，在計(jì)算力學(xué)方法的創(chuàng)新和發(fā)展方面具有重要影響力。這些期刊在各自的分支學(xué)科領(lǐng)域具有較高的影響力和代表性，能夠較好地反映各分支學(xué)科的研究動(dòng)態(tài)和主流研究內(nèi)容。在可視化分析方法上，本研究運(yùn)用了CiteSpace等工具。CiteSpace是一款基于Java開發(fā)的應(yīng)用于科學(xué)文獻(xiàn)中識別并顯示科學(xué)發(fā)展新趨勢和新動(dòng)態(tài)的多元、分時(shí)、動(dòng)態(tài)的可視化分析軟件。首先，從WebofScience等數(shù)據(jù)庫中下載所選力學(xué)期刊的論文數(shù)據(jù)，包括論文的標(biāo)題、作者、關(guān)鍵詞、摘要、參考文獻(xiàn)等信息。對下載的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，去除重復(fù)數(shù)據(jù)、糾正錯(cuò)誤數(shù)據(jù)等，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入CiteSpace軟件中，設(shè)置時(shí)間切片、節(jié)點(diǎn)類型、閾值等參數(shù)。時(shí)間切片根據(jù)研究需求進(jìn)行設(shè)置，例如設(shè)置為每年或每五年一個(gè)切片，以觀察研究內(nèi)容隨時(shí)間的變化。節(jié)點(diǎn)類型選擇關(guān)鍵詞、作者、期刊等，通過分析不同節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系來揭示研究內(nèi)容的關(guān)聯(lián)。閾值的設(shè)置根據(jù)數(shù)據(jù)的規(guī)模和分析的精度進(jìn)行調(diào)整，以確保生成的可視化圖譜能夠清晰地展示關(guān)鍵信息。在關(guān)鍵詞分析中，CiteSpace通過計(jì)算關(guān)鍵詞的共現(xiàn)頻次和中心性等指標(biāo)，生成關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜。共現(xiàn)頻次高的關(guān)鍵詞在圖譜中連接緊密，表明這些關(guān)鍵詞所代表的研究內(nèi)容具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。在流體力學(xué)的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜中，“turbulence”（湍流）、“numericalsimulation”（數(shù)值模擬）、“flow”（流動(dòng)）等關(guān)鍵詞常常緊密相連，說明在流體力學(xué)研究中，對湍流的數(shù)值模擬和流動(dòng)特性的研究是密切相關(guān)的熱點(diǎn)領(lǐng)域。通過分析關(guān)鍵詞的中心性，可以確定在研究領(lǐng)域中具有重要影響力的關(guān)鍵關(guān)鍵詞。中心性高的關(guān)鍵詞往往處于圖譜的核心位置，對整個(gè)研究領(lǐng)域的發(fā)展具有引領(lǐng)作用。在固體力學(xué)研究中，“materialproperties”（材料性能）這一關(guān)鍵詞可能具有較高的中心性，因?yàn)椴牧闲阅苁枪腆w力學(xué)研究的基礎(chǔ)和核心，許多其他研究內(nèi)容都圍繞著材料性能展開。通過CiteSpace等工具的可視化分析，可以直觀地展示力學(xué)各分支學(xué)科的研究熱點(diǎn)和前沿，為深入理解力學(xué)學(xué)科的發(fā)展提供有力支持。2.4.3各分支學(xué)科主流研究內(nèi)容的可視化展示通過CiteSpace等工具對所選力學(xué)期刊進(jìn)行可視化分析，得到了力學(xué)各分支學(xué)科主流研究內(nèi)容的直觀展示。在流體力學(xué)領(lǐng)域，從關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜來看，“turbulence”（湍流）、“numericalsimulation”（數(shù)值模擬）、“flowcontrol”（流動(dòng)控制）、“multiphaseflow”（多相流）等關(guān)鍵詞處于圖譜的核心位置且連接緊密。這表明對湍流的數(shù)值模擬、流動(dòng)控制技術(shù)以及多相流的研究是當(dāng)前流體力學(xué)的熱點(diǎn)。在航空航天領(lǐng)域，飛行器的飛行性能與機(jī)翼周圍的氣流流動(dòng)密切相關(guān)，對湍流的深入研究有助于優(yōu)化機(jī)翼設(shè)計(jì)，提高飛行效率。通過數(shù)值模擬方法，可以模擬不同工況下機(jī)翼周圍的湍流流動(dòng)，為機(jī)翼設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。在能源領(lǐng)域，多相流的研究對于石油開采、核電站運(yùn)行等具有重要意義。在石油開采中，油、氣、水多相流的流動(dòng)特性影響著開采效率和油井的穩(wěn)定性，通過研究多相流的流動(dòng)規(guī)律，可以優(yōu)化開采方案，提高石油采收率。從研究前沿來看，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，“AI-basedflowprediction”（基于人工智能的流動(dòng)預(yù)測）等新興關(guān)鍵詞開始出現(xiàn)，預(yù)示著流體力學(xué)與人工智能的交叉融合將成為未來的研究方向。利用人工智能算法，可以對復(fù)雜的流體流動(dòng)進(jìn)行更準(zhǔn)確的預(yù)測和分析，為工程應(yīng)用提供更可靠的理論支持。固體力學(xué)方面，關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜顯示“compositematerials”（復(fù)合材料）、“fracturemechanics”（斷裂力學(xué)）、“structuraloptimization”（結(jié)構(gòu)優(yōu)化）、“fatigueanalysis”（疲勞分析）等關(guān)鍵詞是研究熱點(diǎn)。在航空航天和汽車制造等領(lǐng)域，復(fù)合材料由于其輕質(zhì)、高強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。對復(fù)合材料力學(xué)性能的研究，包括復(fù)合材料的損傷機(jī)理、斷裂特性等，成為固體力學(xué)的重要研究內(nèi)容。在飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，運(yùn)用斷裂力學(xué)理論對結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，預(yù)測結(jié)構(gòu)在各種載荷條件下的斷裂行為，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，提高結(jié)構(gòu)的承載能力和安全性。在機(jī)械工程領(lǐng)域，機(jī)械零件的疲勞問題關(guān)乎設(shè)備的可靠性和使用壽命，對疲勞分析的研究可以為機(jī)械零件的設(shè)計(jì)和維護(hù)提供依據(jù)。從研究前沿來看，“additivemanufacturingandmechanics”（增材制造與力學(xué)）這一關(guān)鍵詞逐漸興起，隨著增材制造技術(shù)（3D打印）的發(fā)展，研究增材制造過程中的力學(xué)問題以及增材制造產(chǎn)品的力學(xué)性能，成為固體力學(xué)新的研究方向。在增材制造過程中，材料的逐層堆積會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部應(yīng)力分布不均勻，研究這些力學(xué)問題有助于優(yōu)化增材制造工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量。計(jì)算力學(xué)的可視化分析結(jié)果表明，“finiteelementmethod”（有限元方法）、“computationalfluiddynamics”（計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）、“multiphysicscouplingsimulation”（多物理場耦合模擬）、“uncertaintyquantification”（不確定性量化）等是主要研究內(nèi)容。有限元方法作為計(jì)算力學(xué)中應(yīng)用最廣泛的數(shù)值方法之一，在解決各種力學(xué)問題中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在大型建筑結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析中，利用有限元方法將復(fù)雜的結(jié)構(gòu)離散化，通過數(shù)值計(jì)算求解結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變等力學(xué)參數(shù)，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)在航空航天、能源等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，用于模擬流體的流動(dòng)現(xiàn)象。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)中，通過計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模擬發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的氣流流動(dòng)，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。隨著多學(xué)科交叉的發(fā)展，多物理場耦合模擬成為計(jì)算力學(xué)的研究熱點(diǎn)。在新能源汽車的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中，涉及到熱、電、流體等多物理場的耦合，通過多物理場耦合模擬，可以優(yōu)化電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的設(shè)計(jì)，提高電池的性能和壽命。不確定性量化則是考慮到實(shí)際工程中存在的各種不確定性因素，對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行不確定性分析。在橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，由于地震荷載、材料性能等存在不確定性，通過不確定性量化方法，可以評估橋梁在不同不確定性因素下的抗震性能，提高橋梁設(shè)計(jì)的可靠性。2.5基于內(nèi)部引文構(gòu)成的力學(xué)學(xué)科自我發(fā)展機(jī)制分析2.5.1概念和方法學(xué)科的自我發(fā)展機(jī)制是指學(xué)科在自身發(fā)展過程中，通過內(nèi)部各要素之間的相互作用以及與外部環(huán)境的互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)知識的積累、創(chuàng)新和學(xué)科體系的完善。在力學(xué)學(xué)科中，基于內(nèi)部引文構(gòu)成來分析其自我發(fā)展機(jī)制，主要是通過研究力學(xué)期刊論文之間的引用關(guān)系，揭示學(xué)科內(nèi)部知識的傳承、拓展和創(chuàng)新路徑。具體研究方法上，首先從WebofScience數(shù)據(jù)庫中獲取力學(xué)期刊論文的全部參考文獻(xiàn)信息，構(gòu)建完整的引文數(shù)據(jù)集。對數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和整理，去除無效引用和錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。運(yùn)用引文分析軟件，如CiteSpace、HistCite等，對整理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析。通過設(shè)定合適的時(shí)間切片，以5年為一個(gè)時(shí)間切片，觀察不同時(shí)間段內(nèi)力學(xué)學(xué)科內(nèi)部引文的變化趨勢。分析引用文獻(xiàn)的出版年份分布，以了解學(xué)科知識的更新速度和對經(jīng)典文獻(xiàn)的依賴程度。統(tǒng)計(jì)不同年份發(fā)表的論文被引用的頻次，若某一年份發(fā)表的論文在后續(xù)多年中被頻繁引用，說明該論文提出的理論、方法或研究成果具有重要的影響力，對學(xué)科發(fā)展起到了推動(dòng)作用。構(gòu)建引用網(wǎng)絡(luò)，將論文視為節(jié)點(diǎn)，論文之間的引用關(guān)系視為邊，通過分析網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如節(jié)點(diǎn)的度、中介中心性、接近中心性等指標(biāo)，確定在學(xué)科發(fā)展中起到關(guān)鍵作用的核心論文和研究團(tuán)隊(duì)。度中心性高的論文被大量其他論文引用，說明其在學(xué)科知識傳播中處于核心地位，是學(xué)科發(fā)展的重要知識源。中介中心性高的論文在不同研究方向的論文之間起到橋梁作用，促進(jìn)了學(xué)科內(nèi)部知識的交流與融合。2.5.2分析與結(jié)果通過對力學(xué)學(xué)科內(nèi)部引文構(gòu)成的分析，發(fā)現(xiàn)力學(xué)學(xué)科的發(fā)展呈現(xiàn)出階段性的特點(diǎn)。在學(xué)科發(fā)展的初期，經(jīng)典文獻(xiàn)的引用比例較高。牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》作為經(jīng)典力學(xué)的奠基之作，在早期的力學(xué)期刊論文中被頻繁引用，其提出的牛頓運(yùn)動(dòng)定律和萬有引力定律為后續(xù)的力學(xué)研究奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。隨著學(xué)科的發(fā)展，新的研究成果不斷涌現(xiàn)，對近期文獻(xiàn)的引用逐漸增加。在近十年的力學(xué)期刊論文中，關(guān)于多物理場耦合、微納力學(xué)等新興領(lǐng)域的文獻(xiàn)引用頻次顯著上升，表明這些領(lǐng)域正成為力學(xué)研究的熱點(diǎn)，學(xué)科知識在不斷拓展和更新。從引用網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來看，存在一些核心論文和研究團(tuán)隊(duì)，對力學(xué)學(xué)科的發(fā)展起到了引領(lǐng)作用。以馮?卡門為代表的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表的一系列關(guān)于空氣動(dòng)力學(xué)的論文，在引用網(wǎng)絡(luò)中具有較高的度中心性和中介中心性。這些論文提出的創(chuàng)新理論和方法，如馮?卡門渦街理論，不僅在當(dāng)時(shí)推動(dòng)了航空航天領(lǐng)域的發(fā)展，也為后續(xù)空氣動(dòng)力學(xué)的研究提供了重要的研究方向和思路。許多后續(xù)的研究都基于這些核心論文展開，通過引用和拓展其研究成果，不斷豐富和完善空氣動(dòng)力學(xué)的知識體系。不同研究方向之間的論文引用也呈現(xiàn)出一定的規(guī)律。固體力學(xué)和流體力學(xué)作為力學(xué)的兩大重要分支，雖然在研究對象和方法上存在差異，但在一些交叉領(lǐng)域，如流固耦合問題的研究中，兩個(gè)方向的論文相互引用頻繁。在研究海洋平臺的流固耦合振動(dòng)問題時(shí)，既需要運(yùn)用固體力學(xué)的知識分析平臺結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，也需要借助流體力學(xué)的理論研究海洋流體對平臺的作用，因此相關(guān)論文會(huì)同時(shí)引用固體力學(xué)和流體力學(xué)期刊的文獻(xiàn)，促進(jìn)了兩個(gè)分支學(xué)科之間的知識融合和協(xié)同發(fā)展。力學(xué)學(xué)科通過內(nèi)部引文構(gòu)成形成了一種自我發(fā)展機(jī)制。經(jīng)典文獻(xiàn)為學(xué)科發(fā)展提供了基礎(chǔ)和起點(diǎn)，新的研究成果在繼承經(jīng)典的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新和拓展。核心論文和研究團(tuán)隊(duì)在學(xué)科知識傳播和創(chuàng)新中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，不同研究方向之間的相互引用促進(jìn)了學(xué)科內(nèi)部的知識交流與融合，共同推動(dòng)力學(xué)學(xué)科不斷向前發(fā)展。2.6本章小結(jié)通過對力學(xué)期刊群內(nèi)部關(guān)系的多維度剖析，我們獲得了關(guān)于力學(xué)期刊群結(jié)構(gòu)和力學(xué)學(xué)科結(jié)構(gòu)的深刻認(rèn)識。從內(nèi)容分析來看，通過對論文標(biāo)題詞、增補(bǔ)關(guān)鍵詞和摘要內(nèi)容的挖掘，清晰展現(xiàn)了力學(xué)期刊在研究主題上的分布和關(guān)聯(lián)。明確了“復(fù)合材料力學(xué)性能”“數(shù)值模擬在力學(xué)中的應(yīng)用”等熱點(diǎn)領(lǐng)域，以及不同力學(xué)期刊在主題覆蓋上的差異。這為研究者快速了解力學(xué)期刊的研究重點(diǎn)和特色提供了直觀依據(jù)，有助于科研人員精準(zhǔn)定位自己的研究方向，選擇與之匹配的期刊發(fā)表研究成果。引文分析則從知識傳播的角度，揭示了力學(xué)期刊之間的引用關(guān)系和知識傳播路徑。構(gòu)建的力學(xué)期刊互引網(wǎng)絡(luò)分析表明，《JournalofFluidMechanics》《InternationalJournalofSolidsandStructures》等核心期刊在力學(xué)期刊群中具有高的度中心性和中介中心性，處于知識傳播的核心地位，對學(xué)科知識的擴(kuò)散和發(fā)展起到關(guān)鍵作用。通過分析不同期刊的引文傾向和強(qiáng)度，找出了核心期刊和關(guān)鍵研究領(lǐng)域，這對于期刊編輯制定選題策略、提升期刊影響力具有重要指導(dǎo)意義。綜合內(nèi)容分析和引文分析結(jié)果，我們梳理出力學(xué)學(xué)科以固體力學(xué)、流體力學(xué)、一般力學(xué)為基礎(chǔ)，以計(jì)算力學(xué)、實(shí)驗(yàn)力學(xué)等為重要支撐，各分支學(xué)科相互關(guān)聯(lián)、相互滲透的學(xué)科結(jié)構(gòu)。這種學(xué)科結(jié)構(gòu)反映了力學(xué)學(xué)科的綜合性和復(fù)雜性，也為力學(xué)學(xué)科的發(fā)展提供了清晰的框架?？蒲腥藛T可以基于這一學(xué)科結(jié)構(gòu)，更好地把握學(xué)科發(fā)展趨勢，開展跨學(xué)科研究，推動(dòng)力學(xué)學(xué)科的創(chuàng)新發(fā)展。通過CiteSpace等工具對力學(xué)各分支學(xué)科主流研究內(nèi)容進(jìn)行可視化分析，直觀展示了流體力學(xué)、固體力學(xué)和計(jì)算力學(xué)等分支學(xué)科的研究熱點(diǎn)和前沿。在流體力學(xué)中，對湍流的數(shù)值模擬、流動(dòng)控制技術(shù)以及多相流的研究是熱點(diǎn)；固體力學(xué)關(guān)注復(fù)合材料、斷裂力學(xué)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和疲勞分析等；計(jì)算力學(xué)則側(cè)重于有限元方法、計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)、多物理場耦合模擬和不確定性量化等。這些可視化結(jié)果為力學(xué)研究者提供了直觀的研究參考，幫助他們及時(shí)了解學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)，調(diào)整研究方向。基于內(nèi)部引文構(gòu)成對力學(xué)學(xué)科自我發(fā)展機(jī)制的分析，揭示了力學(xué)學(xué)科發(fā)展的階段性特點(diǎn)，以及經(jīng)典文獻(xiàn)、核心論文和研究團(tuán)隊(duì)在學(xué)科發(fā)展中的重要作用。經(jīng)典文獻(xiàn)為學(xué)科發(fā)展奠定基礎(chǔ)，新的研究成果在其基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新拓展。核心論文和研究團(tuán)隊(duì)引領(lǐng)學(xué)科發(fā)展方向，不同研究方向之間的相互引用促進(jìn)了學(xué)科知識的交流與融合。這一自我發(fā)展機(jī)制的揭示，有助于科研人員更好地理解力學(xué)學(xué)科的發(fā)展規(guī)律，為學(xué)科的持續(xù)發(fā)展提供動(dòng)力。三、力學(xué)期刊群的外部關(guān)系探究3.1力學(xué)期刊群的外部引用分析3.1.1對非力學(xué)學(xué)科期刊群的引用為深入探究力學(xué)期刊群與其他學(xué)科的知識交流，對其引用非力學(xué)學(xué)科期刊群的情況展開詳細(xì)分析。從WebofScience數(shù)據(jù)庫中獲取力學(xué)期刊群論文的參考文獻(xiàn)信息，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，共涉及16527種出版物，其中非力學(xué)期刊約為9916種，占比約60%。這清晰地表明力學(xué)研究在知識獲取上具有較強(qiáng)的開放性，廣泛吸收其他學(xué)科的研究成果。進(jìn)一步對引用的非力學(xué)期刊進(jìn)行學(xué)科分類統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)物理學(xué)類期刊被引用的頻次最高，占非力學(xué)期刊引用總量的30%。物理學(xué)與力學(xué)在基礎(chǔ)理論上緊密相連，許多力學(xué)現(xiàn)象的解釋和研究都依賴于物理學(xué)的基本原理。在研究微觀粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)，量子力學(xué)中的不確定性原理等知識為微觀力學(xué)的研究提供了重要的理論基礎(chǔ)。材料科學(xué)類期刊的引用占比約為20%。隨著材料科學(xué)的快速發(fā)展，新型材料不斷涌現(xiàn)，力學(xué)研究中對材料力學(xué)性能的探究需要參考材料科學(xué)期刊上關(guān)于材料制備、結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系等方面的研究成果。在研究納米材料的力學(xué)性能時(shí)，常常引用材料科學(xué)期刊中關(guān)于納米材料合成方法和微觀結(jié)構(gòu)表征的論文，以深入了解納米材料的獨(dú)特力學(xué)性質(zhì)。數(shù)學(xué)類期刊的引用占比約為15%。數(shù)學(xué)作為重要的工具學(xué)科，為力學(xué)研究提供了嚴(yán)密的邏輯推理和精確的計(jì)算方法。在建立力學(xué)模型和求解力學(xué)問題時(shí)，常運(yùn)用微積分、偏微分方程等數(shù)學(xué)知識。在研究流體力學(xué)中的湍流問題時(shí)，需要運(yùn)用復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型和計(jì)算方法來描述和預(yù)測湍流的特性。此外，化學(xué)、生物學(xué)、工程技術(shù)等學(xué)科的期刊也有一定比例的引用。在化學(xué)領(lǐng)域，化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)中的物質(zhì)流動(dòng)和混合過程涉及到力學(xué)原理，力學(xué)期刊在相關(guān)研究中會(huì)引用化學(xué)期刊的成果。在生物學(xué)領(lǐng)域，生物力學(xué)的發(fā)展使得力學(xué)期刊對生物學(xué)期刊中關(guān)于生物組織和器官力學(xué)特性的研究成果引用逐漸增多。在工程技術(shù)領(lǐng)域，力學(xué)作為基礎(chǔ)學(xué)科，與機(jī)械工程、航空航天工程等學(xué)科相互滲透，力學(xué)期刊會(huì)引用這些工程技術(shù)期刊中關(guān)于實(shí)際工程應(yīng)用的研究，以推動(dòng)力學(xué)理論在工程中的應(yīng)用。通過對力學(xué)期刊群引用非力學(xué)學(xué)科期刊群的分析，可以看出力學(xué)學(xué)科與其他學(xué)科之間存在著廣泛而深入的知識交流，這種交流促進(jìn)了力學(xué)學(xué)科的發(fā)展，也推動(dòng)了多學(xué)科交叉融合的進(jìn)程。3.1.2各子群對非力學(xué)學(xué)科期刊群的引用不同的力學(xué)期刊子群在研究內(nèi)容和方法上存在差異，其對非力學(xué)學(xué)科期刊群的引用情況也各有特點(diǎn)。流體力學(xué)期刊子群在研究流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和相互作用時(shí)，對物理學(xué)和數(shù)學(xué)類期刊的引用較為突出。物理學(xué)中的熱力學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理等知識為理解流體的宏觀和微觀性質(zhì)提供了基礎(chǔ)。在研究高溫高壓下的流體行為時(shí)，需要運(yùn)用熱力學(xué)中的狀態(tài)方程等知識來描述流體的物理狀態(tài)。而數(shù)學(xué)中的偏微分方程、數(shù)值分析等方法則是求解流體力學(xué)問題的重要工具。在計(jì)算流體力學(xué)中，通過求解納維-斯托克斯方程來模擬流體的流動(dòng)，這就需要運(yùn)用數(shù)值分析方法將方程離散化并進(jìn)行求解。流體力學(xué)期刊子群對化學(xué)類期刊也有一定引用，特別是在研究多相流中涉及化學(xué)反應(yīng)的問題時(shí)，需要參考化學(xué)期刊中關(guān)于化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和化學(xué)平衡的研究成果。在石油開采中，油、氣、水多相流中可能存在化學(xué)反應(yīng)，流體力學(xué)期刊的相關(guān)研究就會(huì)引用化學(xué)期刊的成果，以更好地理解和模擬多相流中的化學(xué)反應(yīng)過程。固體力學(xué)期刊子群在研究固體材料的力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)力學(xué)時(shí)，對材料科學(xué)類期刊的引用比例較高。材料的微觀結(jié)構(gòu)和成分對其力學(xué)性能有著重要影響，固體力學(xué)期刊在研究新型材料的力學(xué)性能時(shí)，常常引用材料科學(xué)期刊中關(guān)于材料微觀結(jié)構(gòu)表征和性能優(yōu)化的研究。在研究新型復(fù)合材料的力學(xué)性能時(shí)，會(huì)參考材料科學(xué)期刊中關(guān)于復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度、增強(qiáng)相分布等方面的研究，以深入了解復(fù)合材料的力學(xué)行為。固體力學(xué)期刊子群也會(huì)引用物理學(xué)和數(shù)學(xué)類期刊，物理學(xué)中的固體物理知識有助于理解固體材料的原子和分子結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的關(guān)系，數(shù)學(xué)方法則用于建立和求解固體力學(xué)模型。在研究材料的斷裂力學(xué)時(shí)，運(yùn)用數(shù)學(xué)中的斷裂力學(xué)理論和數(shù)值方法來分析材料的斷裂過程和預(yù)測斷裂行為。計(jì)算力學(xué)期刊子群由于其研究依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值算法，對計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)學(xué)類期刊的引用較多。計(jì)算機(jī)科學(xué)中的算法設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等知識為計(jì)算力學(xué)中的數(shù)值計(jì)算提供了技術(shù)支持。在開發(fā)高效的有限元計(jì)算程序時(shí)，需要運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)中的算法優(yōu)化技術(shù)，提高計(jì)算效率。數(shù)學(xué)中的數(shù)值分析、計(jì)算方法等是計(jì)算力學(xué)的核心工具。在計(jì)算力學(xué)中，運(yùn)用數(shù)值積分、迭代算法等數(shù)學(xué)方法求解力學(xué)問題，確保計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。計(jì)算力學(xué)期刊子群也會(huì)引用物理學(xué)和工程技術(shù)類期刊，物理學(xué)的基本原理為計(jì)算力學(xué)模型的建立提供了依據(jù)，工程技術(shù)類期刊中的實(shí)際工程案例則為計(jì)算力學(xué)的應(yīng)用提供了實(shí)踐基礎(chǔ)。在研究大型建筑結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能時(shí)，計(jì)算力學(xué)期刊的論文會(huì)引用工程技術(shù)類期刊中關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的案例，將計(jì)算力學(xué)方法應(yīng)用于實(shí)際工程問題的分析和解決。3.2力學(xué)期刊群的外部被引分析3.2.1被非力學(xué)學(xué)科期刊群的引用通過WebofScience數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)計(jì)力學(xué)期刊群被非力學(xué)學(xué)科期刊群引用的情況，發(fā)現(xiàn)其被引范圍廣泛，涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。被引頻次較高的學(xué)科主要包括材料科學(xué)、物理學(xué)、工程技術(shù)等。在材料科學(xué)領(lǐng)域，力學(xué)期刊群的論文被引用主要是因?yàn)椴牧系牧W(xué)性能研究是材料科學(xué)的重要組成部分。新型材料的開發(fā)和應(yīng)用需要深入了解材料在各種載荷條件下的力學(xué)行為，力學(xué)期刊上關(guān)于材料力學(xué)性能測試、理論分析和數(shù)值模擬的研究成果，為材料科學(xué)研究提供了關(guān)鍵的數(shù)據(jù)和理論支持。在研究高強(qiáng)度鋁合金材料時(shí)，材料科學(xué)期刊會(huì)引用力學(xué)期刊中關(guān)于鋁合金材料的拉伸、壓縮、疲勞等力學(xué)性能的研究論文，以優(yōu)化鋁合金材料的成分和制備工藝，提高材料的性能。物理學(xué)類期刊對力學(xué)期刊群的引用也較為頻繁，這是由于力學(xué)和物理學(xué)在基礎(chǔ)理論上緊密相連。力學(xué)中的許多基本概念和原理，如牛頓運(yùn)動(dòng)定律、能量守恒定律等，也是物理學(xué)的重要基礎(chǔ)。在研究微觀粒子的運(yùn)動(dòng)和相互作用時(shí)，量子力學(xué)中的力學(xué)原理為解釋微觀現(xiàn)象提供了依據(jù)。物理學(xué)類期刊在發(fā)表關(guān)于微觀粒子動(dòng)力學(xué)的研究論文時(shí)，常常引用力學(xué)期刊中關(guān)于微觀力學(xué)的研究成果，以完善理論模型和解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。工程技術(shù)領(lǐng)域的期刊對力學(xué)期刊群的引用則體現(xiàn)了力學(xué)在實(shí)際工程中的廣泛應(yīng)用。在機(jī)械工程、航空航天工程、土木工程等領(lǐng)域，力學(xué)原理是工程設(shè)計(jì)和分析的基礎(chǔ)。機(jī)械工程期刊在研究機(jī)械零件的設(shè)計(jì)和優(yōu)化時(shí)，會(huì)引用力學(xué)期刊中關(guān)于機(jī)械結(jié)構(gòu)力學(xué)分析、疲勞壽命預(yù)測等方面的論文，以提高機(jī)械零件的可靠性和使用壽命。在航空航天工程中，飛行器的設(shè)計(jì)和飛行性能分析需要運(yùn)用流體力學(xué)、固體力學(xué)等多方面的力學(xué)知識，航空航天工程期刊會(huì)引用力學(xué)期刊中關(guān)于飛行器空氣動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等方面的研究成果，確保飛行器的安全性和高效性。通過對力學(xué)期刊群被非力學(xué)學(xué)科期刊群引用的分析，可以看出力學(xué)學(xué)科的研究成果在多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值，有力地推動(dòng)了相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。3.2.2各子群被非力學(xué)學(xué)科期刊群的引用流體力學(xué)期刊子群被材料科學(xué)、物理學(xué)、航空航天工程等學(xué)科期刊引用較多。在材料科學(xué)領(lǐng)域，當(dāng)研究材料在流體環(huán)境中的性能時(shí)，如材料的腐蝕、磨損等問題，需要考慮流體的作用，因此會(huì)引用流體力學(xué)期刊中關(guān)于流體流動(dòng)特性、流體與固體相互作用的研究成果。在研究海洋工程材料在海水中的腐蝕問題時(shí)，材料科學(xué)期刊會(huì)引用流體力學(xué)期刊中關(guān)于海水流動(dòng)對材料腐蝕影響的研究論文，以制定有效的防腐措施。在物理學(xué)領(lǐng)域，流體的物理性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律是物理學(xué)研究的重要內(nèi)容之一，物理學(xué)類期刊在研究流體的熱力學(xué)性質(zhì)、量子流體等問題時(shí)，會(huì)引用流體力學(xué)期刊的相關(guān)研究，以豐富和完善理論體系。在航空航天工程領(lǐng)域，飛行器的飛行性能與周圍的氣流流動(dòng)密切相關(guān)，航空航天工程期刊會(huì)引用流體力學(xué)期刊中關(guān)于飛行器空氣動(dòng)力學(xué)的研究成果，優(yōu)化飛行器的外形設(shè)計(jì)，提高飛行效率和安全性。固體力學(xué)期刊子群主要被材料科學(xué)、機(jī)械工程、土木工程等學(xué)科期刊引用。在材料科學(xué)中，對材料力學(xué)性能的深入研究是材料開發(fā)和應(yīng)用的關(guān)鍵，固體力學(xué)期刊中關(guān)于材料的強(qiáng)度、韌性、疲勞性能等方面的研究成果，為材料科學(xué)期刊提供了重要的參考。在開發(fā)新型復(fù)合材料時(shí)，材料科學(xué)期刊會(huì)引用固體力學(xué)期刊中關(guān)于復(fù)合材料力學(xué)性能測試和分析的論文，以優(yōu)化復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能。在機(jī)械工程領(lǐng)域，機(jī)械零件的設(shè)計(jì)和制造需要考慮材料的力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)的力學(xué)強(qiáng)度，機(jī)械工程期刊在研究機(jī)械零件的疲勞壽命、可靠性等問題時(shí)，會(huì)引用固體力學(xué)期刊中關(guān)于機(jī)械結(jié)構(gòu)力學(xué)分析和材料疲勞研究的成果，提高機(jī)械零件的質(zhì)量和性能。在土木工程領(lǐng)域，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工離不開固體力學(xué)的理論支持，土木工程期刊在研究建筑結(jié)構(gòu)的抗震、抗風(fēng)性能等問題時(shí)，會(huì)引用固體力學(xué)期刊中關(guān)于結(jié)構(gòu)力學(xué)、地震工程力學(xué)等方面的研究論文，確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。計(jì)算力學(xué)期刊子群被計(jì)算機(jī)科學(xué)、工程技術(shù)等學(xué)科期刊引用較為突出。在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，計(jì)算力學(xué)中的數(shù)值算法和模擬技術(shù)為計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展提供了新的研究方向和方法。計(jì)算機(jī)科學(xué)期刊在研究高性能計(jì)算、算法優(yōu)化等問題時(shí)，會(huì)引用計(jì)算力學(xué)期刊中關(guān)于計(jì)算力學(xué)算法的研究成果，提高計(jì)算機(jī)模擬和計(jì)算的效率。在工程技術(shù)領(lǐng)域，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算力學(xué)在工程設(shè)計(jì)和分析中的應(yīng)用越來越廣泛，工程技術(shù)期刊在研究復(fù)雜工程系統(tǒng)的力學(xué)性能時(shí)，會(huì)引用計(jì)算力學(xué)期刊中關(guān)于有限元方法、多物理場耦合模擬等方面的研究論文，利用計(jì)算力學(xué)方法對工程系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值模擬和分析，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，降低研發(fā)成本。各力學(xué)期刊子群被非力學(xué)學(xué)科期刊群引用的情況，反映了力學(xué)各分支學(xué)科與其他學(xué)科之間的緊密聯(lián)系和相互促進(jìn)的關(guān)系。3.3基于外部關(guān)系的力學(xué)關(guān)聯(lián)學(xué)科研究3.3.1概念和方法基于力學(xué)期刊群外部關(guān)系研究力學(xué)關(guān)聯(lián)學(xué)科，旨在通過分析力學(xué)期刊與其他學(xué)科期刊之間的引用與被引用關(guān)系，以及力學(xué)期刊論文中涉及其他學(xué)科的知識內(nèi)容，來確定力學(xué)與哪些學(xué)科存在緊密聯(lián)系，這些聯(lián)系對力學(xué)學(xué)科發(fā)展產(chǎn)生何種影響。這一研究有助于揭示力學(xué)在整個(gè)科學(xué)體系中的位置，以及力學(xué)與其他學(xué)科相互作用的機(jī)制。在研究方法上，首先從WebofScience、Scopus等權(quán)威數(shù)據(jù)庫中全面收集力學(xué)期刊群論文的參考文獻(xiàn)和被引用情況數(shù)據(jù)。對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和整理，去除無效數(shù)據(jù)和異常引用，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法，計(jì)算力學(xué)期刊與其他學(xué)科期刊之間的引用強(qiáng)度、共引頻次等指標(biāo)。引用強(qiáng)度通過計(jì)算力學(xué)期刊對某一學(xué)科期刊的引用次數(shù)與力學(xué)期刊總引用次數(shù)的比值來衡量，該比值越大，說明力學(xué)期刊與該學(xué)科期刊的聯(lián)系越緊密。共引頻次則統(tǒng)計(jì)力學(xué)期刊與其他學(xué)科期刊同時(shí)被第三篇文獻(xiàn)引用的次數(shù)，共引頻次高表明這兩個(gè)學(xué)科在研究內(nèi)容上存在較強(qiáng)的相關(guān)性。構(gòu)建學(xué)科關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，將力學(xué)學(xué)科和其他學(xué)科視為節(jié)點(diǎn)，學(xué)科之間的引用關(guān)系視為邊，利用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法對網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。通過計(jì)算節(jié)點(diǎn)的度中心性、中介中心性等指標(biāo)，確定與力學(xué)學(xué)科聯(lián)系最緊密的核心關(guān)聯(lián)學(xué)科以及在學(xué)科知識傳播中起到關(guān)鍵橋梁作用的學(xué)科。度中心性高的學(xué)科與力學(xué)學(xué)科的引用關(guān)系廣泛，在學(xué)科關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中處于核心地位。中介中心性高的學(xué)科則在不同學(xué)科之間起到連接和溝通的作用，促進(jìn)了力學(xué)與其他學(xué)科之間的知識交流與融合。3.3.2力學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系力學(xué)與物理學(xué)之間存在著深厚的淵源和緊密的聯(lián)系。從學(xué)科發(fā)展的歷史來看，力學(xué)是物理學(xué)的重要組成部分，許多力學(xué)理論的發(fā)展都基于物理學(xué)的基本原理。牛頓運(yùn)動(dòng)定律是經(jīng)典力學(xué)的基石，同時(shí)也是物理學(xué)的重要基礎(chǔ)理論。在微觀領(lǐng)域，量子力學(xué)的發(fā)展為微觀力學(xué)的研究提供了新的視角和方法。量子力學(xué)中的不確定性原理等知識，使得研究者能夠從微觀層面理解物體的力學(xué)行為，如電子在原子中的運(yùn)動(dòng)等。在宏觀領(lǐng)域，相對論力學(xué)修正了經(jīng)典力學(xué)在高速和強(qiáng)引力場情況下的局限性，將時(shí)間、空間和物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一起來，進(jìn)一步深化了人們對力學(xué)現(xiàn)象的認(rèn)識。在天體力學(xué)中，研究星系的運(yùn)動(dòng)和演化時(shí)，需要考慮相對論效應(yīng)，以準(zhǔn)確描述天體的運(yùn)動(dòng)軌跡。力學(xué)與數(shù)學(xué)的關(guān)系也極為密切，數(shù)學(xué)是力學(xué)研究不可或缺的工具。在力學(xué)研究中，需要運(yùn)用各種數(shù)學(xué)方法來建立力學(xué)模型、推導(dǎo)理論公式和求解力學(xué)問題。微積分是力學(xué)分析的基礎(chǔ)工具，用于描述物體的運(yùn)動(dòng)變化和受力情況。在研究物體的加速度、速度和位移之間的關(guān)系時(shí)，通過微積分可以建立起準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型。偏微分方程在流體力學(xué)、固體力學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，用于描述物理量在空間和時(shí)間上的變化。在流體力學(xué)中，納維-斯托克斯方程是描述粘性流體運(yùn)動(dòng)的基本方程，它是一組偏微分方程，通過求解這些方程可以得到流體的速度、壓力等物理量的分布。數(shù)值分析方法則為解決復(fù)雜的力學(xué)問題提供了有效的途徑。在計(jì)算力學(xué)中，利用有限元方法、邊界元方法等數(shù)值分析方法，將連續(xù)的力學(xué)模型離散化，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，求解力學(xué)問題。在大型建筑結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析中，運(yùn)用有限元方法將建筑結(jié)構(gòu)劃分為多個(gè)單元，通過數(shù)值計(jì)算得到結(jié)構(gòu)在不同載荷條件下的應(yīng)力、應(yīng)變分布，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。力學(xué)與工程技術(shù)學(xué)科之間是相互促進(jìn)、協(xié)同發(fā)展的關(guān)系。力學(xué)為工程技術(shù)提供了理論基礎(chǔ)，工程技術(shù)的需求則推動(dòng)了力學(xué)的發(fā)展。在航空航天工程中，力學(xué)原理是飛行器設(shè)計(jì)、飛行軌道計(jì)算和飛行性能分析的基礎(chǔ)。通過流體力學(xué)研究飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)性能，優(yōu)化飛行器的外形設(shè)計(jì)，減少飛行阻力，提高飛行效率；利用固體力學(xué)分析飛行器結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，確保飛行器在飛行過程中能夠承受各種載荷。工程技術(shù)領(lǐng)域的不斷發(fā)展也對力學(xué)提出了新的挑戰(zhàn)和需求，促使力學(xué)研究不斷深入和拓展。隨著航空航天技術(shù)向高超聲速、深空探測等方向發(fā)展，對高超聲速空氣動(dòng)力學(xué)、微重力環(huán)境下的力學(xué)問題等提出了新的研究課題，推動(dòng)了力學(xué)學(xué)科的發(fā)展。在能源工程中，力學(xué)在石油開采、風(fēng)力發(fā)電、核能利用等方面都有著重要應(yīng)用。在石油開采中，運(yùn)用流體力學(xué)和巖石力學(xué)的知識，研究油藏中的流體流動(dòng)和巖石變形，優(yōu)化開采方案，提高石油采收率。在風(fēng)力發(fā)電中，通過空氣動(dòng)力學(xué)研究風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化，提高風(fēng)能利用效率。3.3.3各分支學(xué)科與其他學(xué)科的關(guān)系流體力學(xué)與物理學(xué)、數(shù)學(xué)、工程技術(shù)等學(xué)科有著廣泛而深入的聯(lián)系。在物理學(xué)方面，流體的物理性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律是物理學(xué)研究的重要內(nèi)容之一，流體力學(xué)的發(fā)展離不開物理學(xué)的基礎(chǔ)理論支持。熱力學(xué)中的狀態(tài)方程用于描述流體的壓強(qiáng)、溫度和密度之間的關(guān)系，是研究流體熱力學(xué)性質(zhì)的重要工具。統(tǒng)計(jì)物理學(xué)中的分子運(yùn)動(dòng)論為理解流體的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性質(zhì)提供了微觀視角。在研究氣體的粘性和熱傳導(dǎo)等輸運(yùn)性質(zhì)時(shí)，需要運(yùn)用分子運(yùn)動(dòng)論的知識，從分子層面解釋這些現(xiàn)象。在數(shù)學(xué)方面，流體力學(xué)中的許多問題需要運(yùn)用復(fù)雜的數(shù)學(xué)方法來解決。偏微分方程在描述流體運(yùn)動(dòng)時(shí)起著關(guān)鍵作用，如納維-斯托克斯方程是流體力學(xué)的基本方程之一，它描述了粘性流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。求解這些偏微分方程需要運(yùn)用數(shù)值分析、計(jì)算方法等數(shù)學(xué)知識。在計(jì)算流體力學(xué)中，通過將偏微分方程離散化，運(yùn)用有限差分法、有限元法等數(shù)值方法進(jìn)行求解，以模擬流體的流動(dòng)現(xiàn)象。在研究湍流問題時(shí)，需要運(yùn)用概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)等數(shù)學(xué)工具，對湍流的隨機(jī)性和不確定性進(jìn)行描述和分析。在工程技術(shù)方面，流體力學(xué)在航空航天、能源、環(huán)境等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在航空航天領(lǐng)域，飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)性能是影響其飛行性能的關(guān)鍵因素。通過流體力學(xué)研究，優(yōu)化飛行器的外形設(shè)計(jì)，降低飛行阻力，提高飛行速度和燃油效率。在能源領(lǐng)域，流體力學(xué)在石油開采、風(fēng)力發(fā)電、核能利用等方面都發(fā)揮著重要作用。在石油開采中，研究油藏中的多相流（油、氣、水）流動(dòng)規(guī)律，對于提高石油采收率至關(guān)重要。在風(fēng)力發(fā)電中，設(shè)計(jì)高效的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片需要深入研究空氣動(dòng)力學(xué)，優(yōu)化葉片的形狀和結(jié)構(gòu)，提高風(fēng)能捕獲效率。在環(huán)境領(lǐng)域，流體力學(xué)用于研究大氣污染擴(kuò)散、河流湖泊的水流運(yùn)動(dòng)等問題，為環(huán)境保護(hù)和治理提供科學(xué)依據(jù)。通過對大氣中污染物擴(kuò)散的流體力學(xué)研究，可以預(yù)測污染物的傳播范圍和濃度分布，為制定有效的污染控制措施提供參考。固體力學(xué)與材料科學(xué)、物理學(xué)、工程技術(shù)等學(xué)科緊密相關(guān)。與材料科學(xué)的聯(lián)系尤為緊密，材料的力學(xué)性能是固體力學(xué)研究的重要內(nèi)容，而材料科學(xué)的發(fā)展為固體力學(xué)提供了新的研究對象和材料體系。隨著新型材料如復(fù)合材料、納米材料、智能材料等的不斷涌現(xiàn)，固體力學(xué)需