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钟万勰:创新前行,科研路上为祖国争光添彩

2021-10-30沈黎明

新青年 2021年8期
关键词:结构力学大连理工大学核潜艇

沈黎明

●钟万勰到国家橡塑模具工程研究中心考察(右二)

他潜心科研,开拓前行,呕心沥血为祖国建设争光添彩。

他就是中国科学院院士,大连理工大学教授,世界著名力学家、我国计算力学的奠基者之一钟万勰。

名师之后,学习勤奋初展才华

钟万勰1934年2月出生在上海,父亲钟兆琳教授是我国著名电机工程专家、教育家,1927年从国外学成回国,任上海交通大学电机科教授,执教60余载,培养出钱学森等一大批科技人才。出生在这样一个书香门第之家,钟万勰自上学起,学习就十分勤奋,立志将来学有所成,报效祖国。1952年钟万勰以优异成绩考入上海同济大学桥梁与隧道工程专业。钟万勰有一张珍爱的书签,上面印着马克思的名言:“在科学上没有平坦的大道,只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人才有希望到达光辉的顶点。”书签背面则写着他对这句名言的体会。如饥似渴的学习和对科学研究的领悟,大大促进了钟万勰学以致用的能力。

1956年,钟万勰顺利完成学业,由于成绩突出被分配到中国科学院力学研究所,开始从事固体力学、流体力学和变分原理方面的研究。一年后在全国第一届力学学术培训班中,中国科学院力学所副所长、我国著名力学家钱伟长慧眼识珠,看中了钟万勰的才能,将他调到身边做了助手,并让固体力学家胡海昌教授具體指导他,这一年钟万勰年仅23岁。不久,力学所所长钱学森也看好了钟万勰的钻研精神和专业能力,1959年亲自点将,让他到自己刚创建的中国科技大学力学系主讲理论力学、分析力学。钟万勰理解钱学森的用意,知道他希望自己将来在力学研究方面有所建树,因此每堂课都认真准备,全力讲好,很受学生们欢迎。

遇伯乐,我国首艘核潜艇建造中贡献才智 

1962年3月,全国科技工作会议后,中国科学院力学所与大连理工大学(当时叫大连工学院)签订了一项人才交流协议,在大连理工大学任教的著名力学家、中科院学部委员钱令希排除重重阻力把钟万勰调到大连理工大学自己身边。后来钟万勰用实际行动证明了自己的能力,钱令希将他调来的故事也成了“伯乐识千里马”的佳话流传至今。

1962年9月,钟万勰来到大连理工大学,入职后,钱令希让他做了助手,为了培养钟万勰的学术研究能力,钱令希先是把自己主讲的结构力学课程交给他讲,后又把协助指导研究生的重担压到钟万勰肩上,与此同时还让他与自己合作完成一些重要科研项目,共同为祖国的科学事业贡献才智,不到一年时间两人就在1963年8月召开的“全国塑性理论与极限分析学术讨论会”上发表了论文《关于壳体极限分析一般变分原理》,在力学界引起强烈反响。

钟万勰(左一)与恩师钱令希交谈

上世纪50年代末,我国开始弹道导弹核潜艇的研制工作,60年代初,钱令希接到核潜艇耐压壳体的研究任务。这项任务的目的是对耐压壳体在潜艇下潜到极限深度时是否安全提供理论依据,对核潜艇安全至关重要,因为如果壳体失去稳定性,将会造成艇毁人亡的严重后果。此前我国只是按照苏联的设计资料和提供的设备,仿制了几型常规潜艇,没有自己设计过潜艇,更别说核潜艇了,因此缺乏潜艇设计的标准和规范,尤其是潜艇耐压壳体锥柱结合壳的稳定性设计计算标准,一切都要靠自己摸索解决。在这一切都得白手起家的情况下,钱令希接受任务后,马上组建起包括钟万勰在内的科研团队,成立了理论与实验两个研究小组,任命钟万勰为理论组组长。钟万勰领命后,迅速带领小组人员投入到研究、计算工作中,每天废寝忘食,常常一忙就是大半夜。很快,钟万勰凭借扎实的理论功底攻克一道道难题,找到了锥柱壳结合体失稳的不利形式,首战告捷,接着实验组加紧工作,迅速验证了钟万勰这一理论成果。获得结论那天,钟万勰兴奋得快步跑到钱令希办公室汇报,钱令希听后十分高兴,连声说:“交卷了,交卷了!”

钟万勰的这些研究成果不仅应用到我国第一艘核潜艇研制中,为核潜艇建造成功做出了重要贡献,此后还成为我国核潜艇耐压壳设计和计算的规范,先后获得了全国科学大会奖和国家自然科学奖。

勇于挑战,创建新理论走向世界 

上世纪50年代,钟万勰给钱伟长做助手期间,对法国数学大师圣维南提出、美籍俄罗斯力学大师铁木辛柯总结出来的弹性力学求解法产生了质疑,认为这个方法数学求解上的困难,导致它不能得到广泛应用是一大缺陷,钟万勰冒出了要碰碰这个难题,解决这一缺陷的想法。

钟万勰是那种认准了的事就坚定信心去干的人,从此他踏上了一条艰难且漫长的研究破解之路。他在完成好本职工作的情况下,反复阅读了世界著名数学家赫尔曼·韦尔1939年运用数学进行动力学分析时在国际上首次建立的“辛几何”体系,充分消化后得到启发,开始从结构力学入手将分析动力学与分析结构力学联接起来进行研究,经过30多年坚持不懈的努力,克服了资料匮乏等很多难以想象的困难,最终实现了分析动力学和分析结构力学相互贯通、力学各学科之间交叉和融合,于1993年创立了国际力学领域一个高效、精准、便捷的弹性力学计算新体系——“离散辛数学”体系,完美解决了经典弹性力学理论艰涩难懂,不能广泛应用的问题。这一年钟万勰当选为中国科学院院士。

1995年,钟万勰集多年研究成果出版了《弹性力学求解新体系》一书,钱学森阅读后特地给钟万勰发来贺信,信中写到:“您使弹性力学的工程计算体系适应了电子计算机时代的要求,真是立了大功!”美国工程院院士,著名航空航天学、固体力学和结构力学专家卞学鐄教授称钟万勰的弹性力学新体系是世界首创。

开拓前行,屡担重任为祖国建设争光添彩

2007年,在钟万勰的指导下,大连理工大学计算机软件研发团队经过两年多奋斗,将他研发的结构分析计算程序软件拓展成工程与科学计算集成软件平台 ,这个平台被广泛应用到各个领域,特别是我国航天和核电领域,先后在“神舟”系列载人飞船、“天宫一号”以及很多型号航天器的设计中发挥了重要作用,解决了“华龙一号”核反应堆推力轴承计算问题。

钟万勰数十年磨一剑,在计算力学方面的建树和取得的成果,得到了国内外力学界的认可,先后当选为中国力学学会副理事长,国际计算力学协会常务理事,被公认为中国计算力学的奠基者之一。如今已87岁高龄的他,除了关注、研究国际计算力学前沿课题外,还坚持给本科生上课、带研究生,依然不知疲倦地为中国计算力学的发展忙碌着。

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