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我国近代力学的奠基人著名力学家:钱伟长

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  • 221.220.14.*
我国近代力学的奠基人著名力学家:钱伟


1楼2007-04-09 19:45回复
    • 221.220.14.*

      圆环壳的一般解 钱伟长的另一个贡献是给出了圆环壳的一般解。圆环壳是弹性元件和其它壳体结构中常见的形式之一。在赖纳斯(1912)和E.迈斯纳(Meissner,1915)轴对称壳二阶微分方程组的基础上,F.托尔凯(Tolke,1937),R.A.克拉克(Clark,1950)和B.B.诺沃日洛夫(Новожилов,1951)提出了三种不同的复变量方程,克拉克求出渐近解。诺沃日洛夫求出了非齐次解,但不能满足不同的边界条件。钱伟长给出了齐次解并且证明了解的收敛性,和非齐次解结合,给出圆环壳的一般解,解决了这个几十年来悬而未决的难题。 

      在圆薄板摄动解和圆环壳一般解的基础上,钱伟长在80年代里先后承接过两项国家重点攻关课题,提出了仪表弹性元件和波纹管膨胀节的理论计算方法,如U形波纹管非线性特性的摄动解法、三圆弧波纹膜片的设计,以及轴对称载荷下旋转壳弹性元件的非线性计算通用程序等。 

      钱伟长仍在对壳体的基础理论和工程应用进行新的探索,一方面开展对非Kirchhoff-Love假设壳体理论的研究,另一方面大力组织在仪表弹性元件行业和波纹管补偿器金属软管行业中壳体理论的工程应用。 

      对广义变分原理的深入研究 除了在板壳理论方面的工作以外,钱伟长另一项享誉世界的成就,是对广义变分原理的研究。物质运动的规律,可以用时空坐标的函数,以微分方程的形式描述,也可以用这些函数的积分泛函,以其取极值或驻值的变分形式描述。最小位能原理和最小余能原理是最常见的变分原理,分别是以应变或应力为基本函数给出积分泛函。 

      由于60至70年代有限元方法的发展及其在工程上的广泛应用,变分原理作为其理论基础,显示出重要性。世界上有两个学术中心,引起各国学者的注意,一个是美国麻省理工学院的赖斯纳、鹫津久一郎、卞学鐄等人,另一个就是钱伟长等一批中国的科学家。 

      以往的变分原理工作,大都是凑出来的,即首先写出泛函,再取驻值验证。所以每一个新原理的出现都是一项重要成果。钱伟长试图找到系统的做法,他首先从最小位能原理和最小余能原理出发,把约束条件利用拉格朗日乘子引入泛函,从而先放松条件,得到相应广义化的变分原理。在变分中可以把待定的拉氏乘子确定下来,这是对建立广义变分原理的泛函提出合乎逻辑的数学方法,无疑是一个重要成果。可惜在1964年将文章投给《力学学报》后,该报的编委予以退稿处理。从审查意见中可以看到,审查者并不完全理解拉格朗日乘子法。日本鹫津久一郎在1968年出版的《弹性和塑性力学中的变分法》一书中,才比较明确地应用了拉氏乘子法,但还有一些要点上不够明确,如待定乘子通过泛函驻值条件来决定的观点还没有反映。一直到1977年,国外的文献上才有这一方面的论述。O.C.钦科维奇(Zienkiewicz)在《有限元法》一书中明确地把Courant和Hilbert的经典著作中有关变分约束条件,待定拉格朗日乘子法加以讲解,应用到弹性力学变分原理中。比起钱伟长1964年的工作已晚了15年。 

      1964年,钱伟长把拉格朗日乘子法应用到壳体理论方面,用变分原理导出壳体非线性方程。1978年,他进一步讨论了广义变分原理在有限元方法上的应用。多次开设变分法和有限元的讲座,听讲者总计达3000余人次,极大地推动了我国变分原理和有限元方法的研究。在1978年恢复研究生和建立学位制度之后,一时间,摄动法、变分原理和有限元的应用成了研究生论文中的一种时髦。1983年,钱伟长作了广义变分原理的系列讲座并出版专著。通过学术性的争论,启发了中国学者在变分原理方面更深入的思考,促进了拉格朗日乘子法在变分原理中的应用,推动了有限元、杂交元和混合元等方面蓬勃的研究活动和广泛的工程应用。 
    


    8楼2007-04-09 19:47
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      • 221.220.14.*

        钱伟长很重视研究生的教育,培养他们的社会责任心和爱国心,教他们读文献,给他们出题目,经常和他们进行阶段性的讨论。 

        他经常以自己在旧中国、在外国,以及回国后的经历和感受,来启发研究生的历史责任感,他说,中国知识分子有民族自尊心和自豪感,承认落后,不甘落后,要解决这个落后问题,宁愿牺牲自己在国外的舒服生活。他还经常用他在全国各地的见闻,以及近期欧美的见闻,说明我国社会主义建设事业的蓬勃发展和无限希望,这个话题,常常占去他和研究生交谈的大部分时间。 

        他认为,研究生和大学生的主要区别在于:大学生看到的东西,都是人家组织过、消化过、系统化了的东西,而研究生学的东西正在发展之中,其中不少问题还有争论。这种正在发展的东西就是一篇篇发表在科技杂志上的论文。怎样去看论文呢?他说:“我一般只看摘要。如果我发现有新见解,或者这个题目从来没有碰到过的,我就再看引论。引论告诉我们这个问题是从哪里来的,过去研究的过程怎样,看了之后对这个问题就大体有了一个轮廓,最后再看一下结论。当然,假如这个问题对我来说是全新的,那我当然要再看看方程式是什么,实验怎样安排。至于方程式是怎样求解的,只要不是用新方法,我就不看。假如看完引论、结论,觉得这个问题很重要,我就再看里面的东西。总之,一定要区别不同文章根据自己的情况来决定如何阅读。” 

        他教育研究生的方法是:把问题提出来,让学生吊在半空中,逼着他们想。他说,我喜欢主动的青年人,应当让青年人在老师面前有平等的感觉,要诱导他们勇于表达自己在学术上的见解。他善于把大问题分割成若干个较小的题目,引导学生一步一步地做。第一个题目,在提出问题之后,还提示解决的思路,介绍几篇有关的文献。下一步,要自己查文献,自己找解决的路径。再上一步台阶,就只提出方向,要学生自己找题目了。从研究生入学就开始做,几年里可以作出好几篇文章。他对研究生的工作通常并不做很明确的设想和安排,鼓励他们自己抓住机遇。过一段时间,他问问情况,提出一个新的方向,让学生去闯。在讲了问题之后,希望两三个月里就见到初步成果。钱伟长在做科研和教会学生做科研方面有其独到之处。他善于因材施教,把各种学生都培养成有用的人才。他的学生能够独立工作,多半要归功于这种吊在半空中,通过自己的思考,独立解决问题的培养方法。 

        钱伟长认为,科研是在前人的肩膀上攀登高峰的过程。前人的肩膀在哪里?在文献、专利和各种科学技术和生产的情报资料当中。我们把科学研究的成果写成论文或报告时,就为后面的攀登者提供了肩膀。期刊、会议、内部报告和专利,都是使科学工作者的成果社会化的重要环节。他很重视指导学生把自己的阶段性成果及时、恰当地以论文的形式发表,置身于人类知识发展的长河中。有了这样的认识,就不会在新鲜、生疏的领域缩手缩脚,也不会在熟悉的领域故步自封,而是不断探索,永无止境。


      11楼2007-04-09 19:48
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        • 210.22.171.*
        科学巨匠,一代伟人.我们深深的爱戴和敬仰他,祝愿老人家健康长寿.


        14楼2007-05-18 17:46
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          • 116.235.210.*
          向钱老学习!


          15楼2009-11-28 21:58
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            • 58.199.187.*
            敬爱钱老


            16楼2010-05-30 21:00
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              • 218.90.186.*
              还有一个你们不知道的,就是钱伟长的小名叫什么


              17楼2010-05-31 12:22
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                钱伟长是中国人的骄傲


                禁言 |18楼2010-06-14 10:20
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                  • 218.242.204.*
                  钱校长的突然离去是全中国人民的一大损失呀


                  19楼2010-07-30 13:16
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