我国部分近代力学家研究成果简介

Amaris

        我国近代力学的研究大约始于上世纪四五十年代，这个时期中国的力学大家已经掌握了力学的精髓，不仅把力学作为一门具体的学科，更是作为方法论，故而他们能有更多的发明创新。力学的逻辑严密性，以及能够从工程实际和实验现象里面提炼模型的能力，对创建交叉学科具有非常重要的意义。例如钱学森提出的工程控制论、物理力学、系统工程，钱伟长研究的燃料电池、中文信息处理，郭永怀提出的化学流体力学等，都是基于力学方法论的新概念和新学科。……

        我国力学事业的奠基人通常认为是钱学森、周培源、钱伟长和郭永怀。他们都是加州理工学院的校友，都继承了哥廷根学派应用力学的传统。钱学森被认为是中国的“航天之父”、“火箭之父”，为我国火箭、导弹和航天事业的创建与发展作出了卓越贡献，是我国系统工程理论与应用研究的倡导人；周培源以研究广义相对论而出名。培养了几代知名的力学家和物理学家，在教育和科学研究中，一贯重视基础理论，同时关怀和支持新技术的研究；钱伟长长期从事高等教育领导工作，为培养我国科学技术人才作出了重要贡献。社会活动十分活跃，积极推动了祖国的统一大业。到晚年担任政协副主席而名声日隆；郭永怀长期从事航空工程研究，担任国防科学研究的业务领导工作，为发展我国的导弹与核弹事业作出了重要贡献。

        作为科普，本文仅列举了我国部分近代力学家在力学与工程应用方面的重要研究成果，而不涉及他们的生平及其它贡献。

钱学森

        采用非线性理论研究了飞机金属薄壳结构非线性屈曲；
        研究火箭发动机的热力学问题，提出并实现了火箭助推起飞装置(JATO)，提出了火箭旅客飞机、核火箭、行星际飞行、天地往返运输系统等概念；
        创建了《工程控制论》，把设计稳定与制导系统这类工程技术实践作为主要研究对象；
        提出物理力学概念，主张从物质的微观规律确定其宏观力学特性，改变过去只靠实验测定力学性质的方法；
        卡门-钱近似公式，即飞机速度接近声速时，空气的可压缩性对机翼和机身的升力有多大影响。
        ……

钱伟长

        弹性薄板的内禀理论一文中，提出的扁壳的非线性方程组被称为钱伟长方程；
        广义变分原理的拉格朗日乘子算法，该工作1964年投稿被拒，结果被日本鹫津久一郎抢先发表；
        运用摄动法求解薄板的大挠度方程，被称为钱伟长方法；
        流体力学的变分原理；
        圆柱体的扭转，是弹性力学方面的经典成果；
        圆环壳的一般解;
        研究穿甲力学，目的是为了研究当时珍宝岛打仗时候坦克的穿甲问题。
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周培源

        湍流计算模式的奠基人，曾追随爱因斯坦和海森堡学习相对论。他奠定了湍流模式理论的基础，在国际上形成了一个流派，对推动流体力学研究产生了巨大影响。“在湍流领域，他被认为是计算机模式之父”、“在这一代人中，在流体力学中至少有来自四个不同国家的四位巨人，他们以自己的方法在国内和国外造成很大的影响，既是由于他们对流体力学的贡献，也由于他们提供的智力和领导，在每一个国家，那些非凡的后继者在流体力学中的出色的工作者都可以追踪为这些巨人的学术继承人。我所说的四位巨人是：美国的冯卡门，前苏联的柯尔莫哥洛夫，英国的泰勒，和中国的周培源。”(湍流专家Lumley语)。
        研究并初步证实了广义相对论引力论中“坐标有关”的重要论点。
        ……

郭永怀

        发现了上临界马赫数；
        发展了奇异摄动理论中的变形坐标法，即国际上公认的PLK（Poincare- Lighthill- Kuo）方法；
        倡导了我国的高超声速流、电磁流体力学、爆炸力学的研究。
        ……

钱令希

        专长于结构力学和计算力学。
        1950年，发表论文《余能理论》，开创了我国力学工作者对变分原理的研究；
        1960年代初，研究核潜艇研究壳体的强度、开孔和稳定问题；
        1970年代，提倡结构优化理论和计算力学，已被广泛地运用到土木建筑、桥梁、造船、航天、机械制造等多个领域；
        牵头承担了我国第一个现代化的原油输出港——大连新港主体工程的设计任务，提出了“百米跨度空腹桁架全焊接钢栈桥”的方案。
        ……

邓稼先

        中国核武器研制工作的开拓者和奠基者，为中国核武器、原子武器的研发做出了重要贡献；
        在爆轰物理、等离子体物理、流体力学、统计物理和理论物理等方面广有建树。
        ……

胡海昌

        是钱伟长早年的研究生和助手，主要贡献在于广义变分原理。这个原理已经是弹性力学教材必讲的一章，被称为“胡海昌-鹫津久一郎变分原理”，以中国人名命名的定理，目前尚不多见；
        建立了力学上新型的边界积分方程；
        首次找到了横观各向同性弹性体空间问题的一些重要解；
        在振动理论和结构理论方面也有重要贡献。
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郑哲敏

        在爆炸力学方面，提出了流体弹塑性模型，先后解决了穿甲和破甲相似律、破甲机理、穿甲简化理论和射流稳定性等一系列问题；
        对煤和瓦斯突出进行了力学分析；
        对金属断裂机制和绝热剪切带的形成和演化都提出了新的模型和理论。
        ……

张  维

        首次求得了薄壁圆环壳的渐进解，求得了比较完整的承受任意荷载环壳、弯管的精确解，同时进行圆环壳几何非线性、屈曲及后屈曲特性的研究，并注重对环壳在弹性元件、转子设计以及波纹管膨胀节的应用，提倡在我国推广轻型薄壳结构和普及壳体理论。
        ……

黄克智

        与其研究生高玉臣一起提出了“高黄解”，解决了幂硬化材料的裂纹扩展问题；
        塑性力学和微纳米力学的研究；
        在裂纹扩展过程与断裂准则、薄壳理论的渐近展开和合成解法、宏观与细观塑性本构关系等方面获得了重要成果；
        在压力容器、和管板换热器的力学分析、反应堆结构强度研究中，作出显著成绩。
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俞茂宏

        提出了双剪切理论和统一强度理论，已被广泛应用于工程力学、材料力学、塑性力学、土力学、岩石力学、金属力学、岩土塑性力学以及土木工程、水利工程、岩土工程、机械、军工等工程问题的研究。
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钟万勰

      提出了弹性力学求解的新对偶体系、精细积分法、参变量变分原理、结构力学与最优控制的模拟关系、极限分析等。
      ……

白以龙

        建立了热塑剪切模型方程及变形局部化演化的一系列新结论，被国际一些著名实验室证实和文献引用，称为“白模型”，“白判据”；
        材料的跨尺度破坏等力学问题方面有所建树。
        ……

王  仁

        塑性力学的滑移线理论；
        冲击载荷下结构的塑性动力响应和动态屈曲问题；
        计算了丢球构造应力场；
        对地震应力场进行模拟和地震危险区进行预测；
        将断裂力学应用于岩石破坏机理。
        ……

徐芝纶

        长期致力于工程力学的教学与结构数值分析的研究；
        为我国工科力学教材建设作出了贡献。他编著的《弹性力学》教材在国内被广泛采用；
        曾积极推动了有限元法在我国的普及与推广。
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朱兆祥

        协助钱学森创建了中国科学院力学研究所；
        从事爆炸力学和冲击动力学的研究，在应力波的传播及其引起的损伤和屈曲以及高分子材料的非线性本构关系等方面作出了贡献；
        在中国科技大学，建立和发展了我国第一个爆炸力学专业；
        是宁波大学的创建者。
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谈镐生

        长期从事流体力学、稀薄气体力学和应用数学研究。
        提出了植被流局部扩散模型；
        发现了网格湍流负二次幂衰减律；
        在自由分子流、旋翼边界层、激波马赫反射、马赫波锥相互作用和分离流等方面取得重要成果；
        1970年代，他强调了力学学科的基础性，并积极指导和支持力学的基础研究，首先提出在我国建立分两级培养研究生的制度，对我国力学事业发展与人才培养作出了贡献。
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庄逢甘

        组织领导了我国主要的空气动力学实验基地建设，建成了从低速到高超音速的成套设备，并组建了一支空气动力研究的骨干队伍。他是这一领域的主要开拓者之一，为发展我国航天事业作出了突出贡献。
        ……

王  铎

        对我国力学基础教育做出了重要的贡献。他主编的《理论力学》教材，先后修订了8版，年发行量逾20万册，是我国发行量最大的理论力学教材，获得首届国家优秀教材奖和国家教学成果奖；
        是我国断裂力学研究的先驱者之一，在复合型断裂准则、断裂动力学和宏微观断裂力学等方面都有突出的贡献。
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冯  康

        独立、先于国外、中国有限元法创始人，计算数学研究的奠基人和开拓者，中国科学院计算中心创始人；
        哈米尔顿系统辛几何算法；
        自然边界归化及自然边界元方法的提出。
        ……

唐立民

        多变量拟协调元方法，国外学者称之为“杰出的……成功地用统一框架统一了协调、非协调和杂交元”；
        对弹性理论平面多连域问题和三维问题的复变函数方法的贡献。
        ……

钟万勰

        1960年代发现潜艇耐压锥、柱结合壳失稳的不利构造形式；
        1970年代与小组基于群论研制了大量工程应用软件，并主持研制了三维大型有限元系统JIGFEX/DDJ；
        1980年代提出了基于序列二次规划的结构优化算法及DDDU程序系统提出结构极限分析新的上、下限定理，继而又提出了参变量变分原理及相应的参变量二次规划算法用于弹－塑性变形及接触问题，是中国计算力学发展的奠基人之一；
        1989年以后，发现了结构力学与最优控制相模拟据此又提出了弹性力学求解新体系与精细积分的方法论。
        ……

贾有权

        中国实验力学的奠基人之一。长期致力于材料力学教学和实验力学的研究工作。在二维和三维光弹性、全息光弹性、动光弹性、流体光弹性等方面的研究均有所创新。他倡导并积极推动了中国实验力学的发展。
        …

        上面对每位科学家的成果介绍均不完整，需要了解更详细的资料可通过多种渠道自己查询。
        除了上面列举的以外，还有很多很多在力学各个分支、领域中具有突出成果、为中国力学的发展做出巨大贡献的科学家，如：林同骥，朱照宣，武际可，杜庆华，张汝清，姚振汉，秦荣，袁驷，程耿东……这里不在一一赘述。

参考文献与资料
1. 钱令希、钱伟长、郑哲敏、林同骥、朱照宣：《中国大百科全书·力学》，中国大百科全书出版社，1985
2. 苗同臣：《力学与工程概论》课程，2015-2020
3. 武际可：力学史，重庆：重庆出版社，2000
4. 国家自然科学基金委员会：《力学学科发展研究报告》北京：科学出版社，2007
5.  “十二五”力学学科发展规划暨2011～2020年我国科学发展战略研究会议，2009年9月16日
6. 力学类微信公众号
7. 其它网络资源