经典的连续介质力学的模型和体系可能被突破，它们可能将包括某些对宏观力学行为起敏感作用的细观和微观因素，以及它们的演化，从而使复合材料的强化、韧化和功能化立足于科学的认识之上。
三维多向编制复合材料宏细观力学性能有限元分析
固体力学将融汇力-热-电-磁等效应，机械力与热、电、磁等效应的转换和控制，从而解决微机械、微工艺、微控制等方面急需解决的问题。
力-热-电-磁多物理场模拟
固体力学中非线性动力学、非平衡统计和热力学的概念和方法将大大丰富起来。
前悬架多刚体非线性动力学模型
随着计算机的飞速发展，分子动力学等微观模拟方法、复杂结构的仿真分析将更大规模更迅速地在固体力学和工程设计中得到应用和发展。
三个具有代表性的分子动力学模拟轨迹
固体力学的上述发展，必将推动科学和工程技术的巨大进步。
流体力学方面
船舶向更大、更快方向发展，新型船舶(如既能贴近水面航行、也可升空飞行或降在水面上的大型冲翼艇)研制等，均亟需解决表面边界非线性，波浪的随机性水表层为湍流，以及流体和船舶运动的相互作用等问题。
流体和船舶运动的相互作用
为改善收集全球气象数据的广度和精度，急需解决风浪相互作用机制。此外，亟需开辟传统波浪理论未涉及的有旋流对波浪影响这一新领域。
为了尽可能多地开采地下油气，需要深入研究渗流机理并定量化。它的研究还有助于了解各种新陈代谢的宏观机制。
施工及储水应力-渗流耦合分析模型
化工流程的设计，很大程度上归结为流体运动的计算问题。由于流动的复杂性，针对若干典型化工设备进行深入的研究，将为化工设计和生物技术产业化等提供新方法和基础。而复杂流场计算需要各种计算方法和理论，必须发展新的计算机软硬件，这就必须在计算流体力学上投入更大的力量。
压水堆核电站热工计算
一般力学方面
随着技术的发展，诸如机器人、人造卫星和高速列车等等领域的发展，亟需解决多体系统的运动和控制、大尺度柔性部件和液体的运动稳定性、车辆与轨道作一个高度复杂非线性系统等的建模，求解理论和方法等的研究分析。
车辆与轨道高度复杂非线性系统建模
一般力学近来已经进入生物体运动的研究，例如研究人和动物行走、奔跑及跳跃中的力学问题。其研究结果可提供生物进化论方向的理性认识，也可为提高某些机构、机械的性能提供指导。
力学与其他学科的交叉
所为学科的交叉可分三类：1)学科内部不同分支交叉，例如流体弹性力学；2)两不同学科间的交叉，例如物理力学；3)兼有前两者的特点，例如爆炸力学、物理化学渗流、生物力学等。
交叉学科并非两个学科或分支学科的简单加合，它基于源学科又有区别，它的发展有利于发展新学科并促进源学科的发展。
20世纪力学已经与工程交叉产生了工程力学，与地学结合产生了地球流体力学，与生命科学和医学结合产生了生物力学等等。
21世纪力学与其他学科的交叉必将进一步加强,较为重要的当属力学与生命科学、力学与地学得交叉及物理力学。下属领域可能取得重大进展：
1)地球动力学，核心问题有：板块运动的源驱动力；地幔对流的流体力学理论；地震机制。
2)大气与下垫面间的相互作用及传热、传质过程 ——统称为大气边界层理论。
3)环境与灾害力学包括环境污染、气象灾害、地质灾害、地震灾害及防治和其他自然与工业灾害等。
4)渗流力学问题，特别是裂缝介质中的多相渗流规律的研究，从而解决二次和三次采油新技术。
20世纪30年代A. Hill因骨骼肌收缩原理的研究获得诺贝尔奖。但作为独立的分支学科——生物力学却在60年代得到快速发展，近年生物医学工程得到迅速建立和发展。
生物力学主要涉及(1)生物流变学；(2)生理流动的力学规律；(3)器官力学；(4)细胞力学；(5)人体和其它生物的运动学。已经取得了许多重要成果。
21世纪生物力学将沿着已有方向前进，一方面和生物学各分支结合，另一方面与医学和生物生化制品相结合。
生物医学工程有望在21世纪得到重大发展，组织工程将是它的前沿，而生物力学则是其基础。
生物力学还将为生物反应器和分离器的设计提供科学依据、新方法和新技术。
植物的生物力学研究也将作为改善生态环境、提高农产品产量的一部分而被列入21世纪研究日程。
力学与物理学的进一步交叉
20世纪50年代开始，力学家提出了物理力学，目的是通过物质微观分析，把有关物质宏观力学性质的实验数据加以整理和总结，找出其规律，从而预见新的材料性质。
此分支学科一提出就得到了多方响应并取得了部分成果。例如，在高温气体、气体激光器和核物理研究中都取得了喜人的成果。
但是，在用物理力学方法解释固体的塑性、强度、损伤和断裂等方面，却遇到了极大的困难。
可是，情况在发生重要变化，人们已经认识到对多晶材料至少存在宏观、细观和微观三个主要层次，从微观的简单演绎不可能得到宏观的性质。
由于细观力学等的进展，在21世纪比较满意地建立宏、细、微观层次间的关系，应该是物理力学研究的重要领域。
水分子主动嵌入并形成仿生表面复合结构
为此，应当充分利用和开发计算机模拟和现代宏、细、微观实验与观测技术，促进(1)固体非平衡/不可逆热力学理论；(2)塑性与强度的统计理论；(3)原子甚至电子层次上子系统的动力学理论等的研究。 |
