固體力學方面

經典的連續介質力學的模型和體系可能被突破，它們可能將包括某些對宏觀力學行為起敏感作用的細觀和微觀因素，以及它們的演化，從而使復合材料的強化、韌化和功能化立足于科學的認識之上。

三維多向編制復合材料宏細觀力學性能有限元分析

固體力學將融匯力-熱-電-磁等效應，機械力與熱、電、磁等效應的轉換和控制，從而解決微機械、微工藝、微控制等方面急需解決的問題。

力-熱-電-磁多物理場模擬

固體力學中非線性動力學、非平衡統計和熱力學的概念和方法將大大豐富起來。

前懸架多剛體非線性動力學模型

隨著計算機的飛速發展，分子動力學等微觀模擬方法、復雜結構的仿真分析將更大規模更迅速地在固體力學和工程設計中得到應用和發展。

三個具有代表性的分子動力學模擬軌跡

固體力學的上述發展，必將推動科學和工程技術的巨大進步。

流體力學方面

船舶向更大、更快方向發展，新型船舶(如既能貼近水面航行、也可升空飛行或降在水面上的大型沖翼艇)研制等，均亟需解決表面邊界非線性，波浪的隨機性水表層為湍流，以及流體和船舶運動的相互作用等問題。

流體和船舶運動的相互作用

為改善收集全球氣象數據的廣度和精度，急需解決風浪相互作用機制。此外，亟需開辟傳統波浪理論未涉及的有旋流對波浪影響這一新領域。

為了盡可能多地開采地下油氣，需要深入研究滲流機理并定量化。它的研究還有助于了解各種新陳代謝的宏觀機制。

施工及儲水應力-滲流耦合分析模型

化工流程的設計，很大程度上歸結為流體運動的計算問題。由于流動的復雜性，針對若干典型化工設備進行深入的研究，將為化工設計和生物技術產業化等提供新方法和基礎。而復雜流場計算需要各種計算方法和理論，必須發展新的計算機軟硬件，這就必須在計算流體力學上投入更大的力量。

壓水堆核電站熱工計算

一般力學方面

隨著技術的發展，諸如機器人、人造衛星和高速列車等等領域的發展，亟需解決多體系統的運動和控制、大尺度柔性部件和液體的運動穩定性、車輛與軌道作一個高度復雜非線性系統等的建模，求解理論和方法等的研究分析。

車輛與軌道高度復雜非線性系統建模

一般力學近來已經進入生物體運動的研究，例如研究人和動物行走、奔跑及跳躍中的力學問題。其研究結果可提供生物進化論方向的理性認識，也可為提高某些機構、機械的性能提供指導。

力學與其他學科的交叉

所為學科的交叉可分三類：1)學科內部不同分支交叉，例如流體彈性力學；2)兩不同學科間的交叉，例如物理力學；3)兼有前兩者的特點，例如爆炸力學、物理化學滲流、生物力學等。

交叉學科并非兩個學科或分支學科的簡單加合，它基于源學科又有區別，它的發展有利于發展新學科并促進源學科的發展。

20世紀力學已經與工程交叉產生了工程力學，與地學結合產生了地球流體力學，與生命科學和醫學結合產生了生物力學等等。

21世紀力學與其他學科的交叉必將進一步加強,較為重要的當屬力學與生命科學、力學與地學得交叉及物理力學。下屬領域可能取得重大進展：

1)地球動力學，核心問題有：板塊運動的源驅動力；地幔對流的流體力學理論；地震機制。

2)大氣與下墊面間的相互作用及傳熱、傳質過程 ——統稱為大氣邊界層理論。

3)環境與災害力學包括環境污染、氣象災害、地質災害、地震災害及防治和其他自然與工業災害等。

4)滲流力學問題，特別是裂縫介質中的多相滲流規律的研究，從而解決二次和三次采油新技術。

20世紀30年代A. Hill因骨骼肌收縮原理的研究獲得諾貝爾獎。但作為獨立的分支學科——生物力學卻在60年代得到快速發展，近年生物醫學工程得到迅速建立和發展。

生物力學主要涉及(1)生物流變學；(2)生理流動的力學規律；(3)器官力學；(4)細胞力學；(5)人體和其它生物的運動學。已經取得了許多重要成果。

21世紀生物力學將沿著已有方向前進，一方面和生物學各分支結合，另一方面與醫學和生物生化制品相結合。

生物醫學工程有望在21世紀得到重大發展，組織工程將是它的前沿，而生物力學則是其基礎。

生物力學還將為生物反應器和分離器的設計提供科學依據、新方法和新技術。

植物的生物力學研究也將作為改善生態環境、提高農產品產量的一部分而被列入21世紀研究日程。

力學與物理學的進一步交叉

20世紀50年代開始，力學家提出了物理力學，目的是通過物質微觀分析，把有關物質宏觀力學性質的實驗數據加以整理和總結，找出其規律，從而預見新的材料性質。

此分支學科一提出就得到了多方響應并取得了部分成果。例如，在高溫氣體、氣體激光器和核物理研究中都取得了喜人的成果。

但是，在用物理力學方法解釋固體的塑性、強度、損傷和斷裂等方面，卻遇到了極大的困難。

可是，情況在發生重要變化，人們已經認識到對多晶材料至少存在宏觀、細觀和微觀三個主要層次，從微觀的簡單演繹不可能得到宏觀的性質。

由于細觀力學等的進展，在21世紀比較滿意地建立宏、細、微觀層次間的關系，應該是物理力學研究的重要領域。

水分子主動嵌入并形成仿生表面復合結構

為此，應當充分利用和開發計算機模擬和現代宏、細、微觀實驗與觀測技術，促進(1)固體非平衡/不可逆熱力學理論；(2)塑性與強度的統計理論；(3)原子甚至電子層次上子系統的動力學理論等的研究。