1.3 亟待解決的關鍵科學問題

在“十四五”規劃和“雙碳”戰略背景下，電磁場與電路學科將持續聚焦電氣科學與工程學科的基礎問題，面向國家重大戰略和經濟社會發展需求，加強共性基礎理論研究和探索，鼓勵具有潛在應用價值的關鍵電磁場與電路科學問題的挖掘、分析和解決，確保學科基礎理論研究的前沿性、實用性，發揮新理論、新方法、新材料、新器件對本學科的“催化”和“嫁接”作用，為電氣科學與工程學科的技術創新和發展提供重要的基礎支撐。

在共性基礎理論研究方面，當前我國電氣科學與工程領域多個分支學科均存在電磁場關聯下的多物理場耦合分析和設計需求，但面臨著底層算法薄弱及國產計算軟件缺失等“卡脖子”難題，尤其是隨著應用環境的拓展和復雜化，多時空尺度、多物理量強交互特征愈發明顯，相關基礎理論瓶頸更加凸顯，應加強多物理場耦合分析、復雜器件與裝備的多物理場建模、高性能計算算法及軟件自主開發等方面的研究攻關。亟待解決的關鍵科學問題是：電工材料、器件與裝備中多物理量的綜合作用機制與極端尺度（超微、超大）建模方法。

在應用基礎研究方面，將針對應用基礎研究的戰略性和前瞻性領域進行重點布局。①面向以新能源為主體的新型電力系統安全運行問題，發展多時空尺度電力系統電磁暫態理論和快速分析方法，突破現有分析方法和建模方法瓶頸，實現新型電力系統的動力學機理認知與理論重構，亟待解決的關鍵科學問題是：新型電力系統的動力學機制與控制方法；②面向復雜極端環境、電動汽車與軌道交通等多種應用場景，實現多種途徑的無線電能傳輸核心技術的突破，并最終促進成果轉化和工業應用，亟待解決的關鍵科學問題是：復雜環境應用層面電磁能量高效無線傳輸方法和機制；③面向特殊應用領域的極端電磁系統與環境，實現極端工況電磁能裝備生態布局與體系化電磁理論框架構建，有力支撐核聚變、高功率脈沖電磁發射、強磁場、近零磁場等極端電磁技術與重大裝備的快速發展和深度應用，亟待解決的關鍵科學問題是：極端電磁條件下多時空電磁參量精準調控理論及材料-器件-裝備的性能提升機制。