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杜庆华——为我国工程力学人才的培养作出重要贡献   

  杜庆华,固体力学家、力学教育家。他为我国工程力学人才的培养作出了重要贡献。长期以来在结合航空、水利、机械等工业的力学研究中取得一系列成果。积极倡导与推进边界元法的研究与学术交流并作出了贡献。

  杜庆华,1919年4月14日出生于浙江省杭州市。1936年毕业于杭州高级中学。1940年毕业于上海交通大学机械系航空组。毕业后在成都航空研究院和航空机械学院从事发动机热力学和发动机动力学的研究和教学工作。1947年考取当时教育部公费留学,赴美国斯坦福大学学习固体力学,1948年6月获机械工程硕士学位。1948年9月转赴美国哈佛大学,在冯·米泽斯(vonMises)教授指导下进一步学习流体力学,并于1949年6月获航空工程硕士。1949年9月又回到斯坦福大学,在S.铁木辛柯(Timoshenk0)教授和J.N.古笛尔(Goodier)教授指导下进一步从事航空轻结构的力学研究工作。用不到两年的时间,于1951年4月获得工程力学博士学位。

  杜庆华在美国学习期间,一直关心着国内人民革命战争的发展,准备回国投身于祖国建设事业。1948年至1951年回国前,参加了中国留美科协的建立和促进中国留学生回国参加中华人民共和国建设的工作。曾担任留美科协国际宣传干事及海湾地区(旧金山)负责人。1949年他回到斯坦福大学从事航空轻结构的力学研究工作。在他攻读博士学位期间,迎来了中华人民共和国的诞生。当他完成博士学位,立即克服种种困难,冲破美国当局的阻拦,于1951年6月回到祖国。

  杜庆华回国后,1952年7月以前,在北京大学任教授兼力学教研组主任。1952年夏季,全国高校进行院系调整,杜庆华根据需要,来到清华大学任教授并任力学教研组主任。

  甘当人梯 培养工程力学人才

  鉴于当时清华大学力学师资严重缺乏,一大批刚入学二年的大学生被抽调出来补充教师队伍,以迅速适应为国家培养大批建设人才的需要。杜庆华深感自己责任重大,肩负起对这些年轻教师进行培训的任务。他亲自讲授力学理论课程,作教学示范,带领他们走上了教学工作岗位。这批近30人的师资力量,长期以来是清华大学基础力学课程的教学骨干和带头人。

  在基本教学稳定的基础上,杜庆华考虑的是如何编写具有中国特点的教材。他主编了由他和张福范、贾有权、孙训方等同志共同撰写的我国第一本《材料力学》教材。内容结合我国工程实际,深入浅出,难易适度。从1957年起由高等教育出版社出版,并被高教部指定为工科通用教材,一直沿用至60年代末期,为我国工科专门人才的培养发挥了重要的作用。

  1956年,杜庆华参加了国家科学规划工作。基于国家对工程力学人才的需要,杜庆华和钱学森、钱伟长、郭永怀、张维等共同建议在我国举办工程力学研究班。从1957年春开始,由中国科学院力学研究所和清华大学共同负责,先后举办、了三届,杜庆华是负责常务工作的副主任,并亲自讲授了固体力学、分析力学等多门课程。学员由高校力学教师,研究院、所的科技人员和应届工科毕业生组成。经两年的近代力学理论和结合实际的专题研究工作,为我国培养了近300名工程力学教学和科研骨干力量。这批人才在我国力学发展中发挥了重要的作用,其中相当多的人在毕业后长期工作中仍不时得到杜庆华的指导和帮助。

  同时,杜庆华是清华大学工程力学系,特别是固体力学专业的创办和奠基人之一。早在1956年就受学校领导委托,在清华大学工程物理系开始筹建我国第一个工程力学专业(包括固体力学和流体力学两个专业)。1958年工程力学数学系正式成立后,张维任系主任,杜庆华长期担任系副主任和固体力学教研组主任职务直至“文化大革命”以后。他为系和专业的发展、教学计划和主要课程教学大纲的形成和完善倾注了大量的心血,发挥了学术带头人的重要作用。

  为了适应我国社会主义建设对高层科技人才的需要,杜庆华自1959年开始指导研究生,直至“文化大革命”前,已培养了8名研究生。他们的研究工作大多结合航空、航天、机械、水利工业的工程实际问题。在培养学生理论分析、计算能力的同时,特别强调实验动手能力的培养。目前,这些同志中有不少已成为力学研究骨干力量,有的成了学术带头人、国家级专家。特别是“文化大革命”后,我国恢复了研究生教育和建立学位制度以来,杜庆华担任了主管研究生教学的系副主任并重新承担起培养研究生的任务,先后开出了固体力学基础、计算力学、应用连续介质力学、边界积分方程与边界元法等研究生课程,除指导多名硕士研究生外,至今已完成22名博士的学位论文指导工作。

  杜庆华平时对研究生的学习安排能从学生实际情况出发,既着重提高又要求他们具有广阔的知识面,特别是注意涉及相近专业的一些知识。他特别强调科研工作与当前工程实际的结合,为了增强研究生在这方面的意识,特意让学生们参加一些国内核工程、石油化工、海洋工程、机械工程等多方面专业学术会议,从中汲取信息养料,以便在论文工作中考虑学术价值的同时,深入地探讨具体工程应用的前景。在研究生选题的过程中,他要求他们摸清在本学科领域内当今世界的前沿课题,同时要求所选研究方向具有较广的工程应用前景,以使研究生学位论文的完成成为一个长期科研工作的开始。

  杜庆华并不满足已有的知识面,虽已过花甲,仍在不断地汲取新的知识。每日清晨都可看到他书房的灯光。他除了长年订阅一批国际杂志外,还经常到校图书馆和北京图书馆查阅有关最新资料。正因为如此,他在指导研究生的过程中,始终起着指引方向的作用。他定期检查研究生的工作,要求他们用口头、书面和讨论班的形式汇报每一阶段的工作。曾有一位研究生试着用富氏积分变换的方法推导了一圆柱壳的基本解,在小范围进行汇报时,杜庆华听后就指出该项工作曾有人做过,以后果然查到了有关文献,避免了重复性工作,在关键时刻把握了研究方向。

  杜庆华在指导研究生的过程中,重视对中青年教师的培养并发挥他们的作用,亲自带领他们一起参与指导研究生和开设研究生课程,并逐步把重担压在他们身上,甘当人梯,作他们的后盾。他们中有人已成为博士生导师、副导师,在教学、科研工作中作出了显著成绩。

  结合工程实际 研究航空轻结构力学问题

  数十年来,杜庆华一贯重视工程力学研究与工程实际相结合。早在美国攻读博士学位期间,由于考虑到回国后能更好地为祖国的建设服务,他将研究方向选定为航空轻结构力学。杜庆华对轻结构力学做过长期工作。1951年,他提出了考虑剪切影响的夹层板的理论。这是一项与E.瑞斯纳(Reissner)和A.П.普鲁沙柯夫(Пpусаков)等的理论具有同级精度的最早期的计入剪切影响的一般性理论。回国以后,在创办工程力学研究班及创建清华大学工程力学数学系并承担大量繁重教学任务的同时,结合我国的许多重要工程项目,开展了卓有成效的科研工作,曾先后承担航空航天部门有关运载器与飞行器结构的研究任务。在夹层板的强度及稳定方面,他在60年代结合我国的航空工程结构分析做过系统工作,例如对夹层锥壳、波纹夹层板、整体圆柱壳、圆柱壳壁板等作出了有效的强度及稳定性的理论和实验分析。涉及蜂窝夹层、波纹加强板及各种锥壳的强度与稳定问题,有些成果几十年来一直被采用,结合长江三峡预研任务,也曾对水坝强度进行过研究。“文化大革命”前还负责压力容器委员会的工作,曾为引进重大设备的索赔问题成功地进行了与外国专家的谈判交涉。在“文化大革命”期间,他带领的一个小组与新港船厂的科技人员相结合,完成了第一台200吨龙门吊车的设计任务,其性能良好,获得全国科技大会奖励。在当时校内教学无法正常进行的情况下,他全力投入了《机械工程手册》的编辑工作,负责其中的材料强度、机械结构强度等六篇,这套手册对机械工业部门的广大工程技术人员有重要参考价值。

  最近10多年,杜庆华老当益壮,发挥了重大项目学术带头人的作用。他组织了清华大学、西安交通大学、上海交通大学、浙江大学四校的联合研究集体,其中有教授、副教授60多人。六五期间,承担了国家科委基础研究重大项目,七五期间,又承担了国家自然科学基金的重大项目“机械结构强度与振动”。作为项目的负责人,他从立题论证到年度检查,都一贯强调研究工作既要攻克学科前沿难关,同时也要十分重视与工程实际问题结合,通过工程应用使研究成果直接转化为生产力。在他的领导下,这两个重大项目不仅在机械强度、振动与噪声方面取得了一批国内领先并达到国际先进水平的学术成果,而且两个项目分别取得两亿多元的经济效益。此外他还受国家教委及高教出版社委托,担任《工程力学手册》的主编,组织了近百名专家完成了共400多万字的、内容丰富的工程力学工具书,可供工程技术人员及高等学校师生参考。

  倡导与推进边界元法的研究与学术交流

  杜庆华数十年来一贯注意学科前沿的最新动向,从不间断查阅国内外的有关文献。在1967年短期复课期间,他就给学生介绍过有限元法方面的新思想,70年代初,他呼吁国内注意国际上在有限元法及断裂力学方面的发展动向。1978年,他又注意到国际上边界元法的研究工作正在开始受到广大学术界的重视。于是在国内首先创导开展工程中边界元法的研究,并在70年代末80年代初组织起清华大学的工程中边界元法研究组,开始跟踪国际上这一最新进展。在他的直接指导下,在工程中的边界元法方面作出了国内第一批比较系统的研究成果,在二维、三维弹性应力集中问题包括典型回转体构件扭转、轴对称及弯曲的应力集中问题方面作出了一批边界元分析的成果,并先后对克希霍夫平板弯曲问题提出了一种高精度的边界元计算方案及一种效率较高的外点法计算方案,应用于航空壁板计算等方面,取得较好的效果。

  在指导博士生研究工作中,他发展了边界元-有限元耦合法,以充分发挥边界元、有限元两种方法的长处。他首先研究了在应力集中区采用边界元、周围区域用有限元的方法,研究了弹性及弹性塑性应力分析问题,其中包括有限元区域采用杂交/混合有限元与边界元法的耦合。后来也研究了非线性区域如弹塑性、粘弹塑性区用有限元、弹性无限域用有限元的耦合方案。

  他带领研究组10多年持续不断地对边界元法前沿问题进行了研究。近年来由应力分析发展到裂纹体的应力强度因子计算,对自由振动分析提出了边界元模态综合法计算方案,并对能充分发挥边界元法长处的弹性及弹塑性接触问题,考虑脆性材料中裂纹的结构软化分析等方面取得了新的成果。此外在边界元法的基础理论研究方面对基本解的建立、各种不同边界元法方案的建立与比较,以及线弹性问题边界元解误差的直接估计及自适应边界元方案等方面都作出了有特色的创新工作。

  1982年,杜庆华在《固体力学学报》上发表了国内边界元法研究方面第一篇比较系统的论文,并由《固体力学学报》编辑部组织在武汉进行了讲学。同年参加了在英国举行的第四次国际边界元法学术会议,开始把他领导的清华大学研究组的成果介绍给国际同行,受到了同行的高度评价。在这之后,杜庆华更是积极地发挥了国内工程中边界元法研究成果学术交流的牵头作用,以及扩大与国际同行进行学术交流的组织联络作用。至今他已亲自组织了三次全国工程中边界元法学术会议。

  1985年,他在意大利参加第七次国际边界元法学术会议时,与日本边界元法研究的著名学者田中正隆教授等人开始酝酿举行中日双边的边界元法学术交流会。回国后在北京组织了一次边界元法的国际会议,出席会议的有来自美、英、法、德、奥、日等国的学者20余人。从1987年起开始举行中日双边会议,至今已举行了四届。在这些国际学术会议上,中国学者发表了与国际同行水平相当的最新研究成果,进行了对各方均有收获的学术交流。

  10多年来,以杜庆华为首的清华大学研究组一直坚持工程中边界元法的研究,并卓有成效,因此,他领导的研究小组于1988年获得国家教委科技进步(甲类)二等奖,1991年又获国家教委科技进步(甲类)一等奖。他在工程中边界元法方面的丰硕成果在国际上也得到了普遍承认,被聘为边界元法国际组织TSBE的学术委员、国际杂志《边界元工程分析》的编委,以及多次担任国际边界元会议的顾问委员会成员。他曾先后应邀去美、英、法、日、德、意、奥、瑞、澳、新等国进行多次讲学,并与奥、意等国同行签订了有关边界元法的科研合作协议。他不愧为一名国际著名的工程中边界元法专家。(作者:王勖成 姚振汉)

  简历

  1919年4月14日 生于浙江省杭州市。

  1936—1940年 上海交通大学机械系航空组学习,获工程学士学位。

  1941—1946年 成都航空研究院与成都航空机械学院从事发动机动力学研究工作。

  1947—1948年 美国斯坦福大学学习,1948年获机械工程硕士学位。

  1948—1949年 美国哈佛大学学习,1949年获航空工程硕士学位。

  1949—1951年 美国斯坦福大学从事研究工作,1951年获工程力学博士学位。

  1951—1952年 任北京大学教授、力学教研组主任。

  1952年— 任清华大学教授,历任清华大学校务委员、力学教研组主任、工程力学系及工程力学研究班副主任等职。

  1983—1987年 兼任上海交通大学、西安交通大学、浙江大学教授,南京航空学院名誉教授。

  1979—1991年 任《固体力学学报》主编。

  主要论著

  1 杜庆华等.材料力学(上、下册).北京:高等教育出版社,1957(第1版);1963年(第2版).

  2 杜庆华.关于弹性力学平面问题中体积力转化为边界力的一些分析.清华大学学报,1959,6(5).

  3 Д.Чии-хуа.Плоская Задача Теории yпруTости Hеоднородной Изотропной Среды.Cборник Cтатей Hа память Mусxeлищвилиом (俄文),1959.

  4 杜庆华.结构上引起的正交各向异性平板的弹性理论.清华大学学报,1959,6(5).

  5 杜庆华等.弹性力学边界积分方程——边界元法的基本理论和若干工程应用.固体力学学报,1982(2).

  6 Du Q.H.Yao Z.H.Solution of some plate bending problems using the boundary element method.Applied Mathematical Modelling,1984,18:15—22.

  7 Du Q.H.Cen.Z.Z.Lu X.L..Some recent investigations on linear elastic and inelastic Problems for solid mechanics by boundary element method.Beijing International Conference on BEM in Engi-neering,Pergamon PreSS,1986:14-17.

  8 杜庆华等.弹性理论.北京:教育科学出版社,1986.

  9 Du Q.H.Cen Z.Z.,Huang Q.P..Stress and stress intensity factors computation by the boundary element method and combination of fi-nite elements to boundary elements.Second China-Japan Symposium on Boundary Element Methods,Beijing:1988.

  10 杜庆华等.边界积分方程边界元法.北京:高等教育出版社,1989.

  11 Du Q.H.YaO Z.H.Cen Z.Z..Some applications of boundary element methods,boundary element-finite element Coupling tech-niques in elasto-Plastic stress analysis.Acta Mechanica Solida Sinica,1990,13(3).

  12 Du Q.H.Feng Z.X.Dai D.H..Some basicsc hemes for the numerical imp1ementation of fluid-structure interaction problems in engineering.Int.Conf.of Vibration ProblemS in Engineering,Wuhan-Chongqing.International ACademic Publishers,1990. 

  来源:《中国科学技术专家传略》转自光明网

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2006-12-21]
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