唐立民是固體力學家、力學教育家，1924年6月7日出生，長期致力於彈性理論和計算力學數值方法的研究。
基本介紹
- 中文名：唐立民
- 國籍：中國
- 出生地：廣東省中山縣（現為珠海市）
- 出生日期：1924年6月7日
- 逝世日期：2013年1月16日
- 職業：固體力學家，力學教育家
- 畢業院校：天津工商學院
- 主要成就：彈性力學複變函數方法
提出了擬協調元法 - 代表作品：《彈性平面上相鄰幾個圓孔的應力分析》
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人物生平
唐立民先生是中國共產黨黨員，大連理工大學原工程力學系教授，我國著名的力學家、教育家。1924年6月7日出生於河北省秦皇島市。1946年，唐立民畢業於天津工商學院土木系。大學期間，唐立民不僅學習專業，還是工商學院管弦樂隊的首席小提琴兼隊長。大學畢業後，在唐山交通大學（現西南交通大學）土木系任教。
1948年8月，他留學美國，1949年獲密西根大學土木繫結構力學碩士學位，1950年又獲數學系（數理統計）碩士學位，同時參加兩項科研。抗美援朝戰爭爆發後，他毅然回國，先在政務院財政經濟委員會計畫局重工業計畫處任職。1952年調至上海航務學院和大連海運學院。自1953年起，一直任教於大連工學院（現為大連理工大學），先後任數理力學系副系主任、工程力學系系主任、工程力學研究所副所長、研究生院院長等職務。1977年被評為教授。1981年為計算力學學科首批博士導師。因病醫治無效，2013年1月16日0點20分在大連逝世，享年89周歲。
感情生活
學術貢獻
唐立民自50年代始，一直從事力學領域的科學研究和教學工作。50年代末，他提出的平面多連域問題和空間問題的複變函數方法，解決了當時彈性力學領域中的經典難題，對於克服彈性理論的複變函數方法發展中的障礙具有重要意義。60 年代初，電子計算機技術飛躍發展，衝擊了傳統的力學、數學研究方法，唐立民不失時機地開展了相應學科的研究，積極推動在中國建立計算力學新學科。他提出的離散運算元、特別是多變數擬協調有限元方法在該領域內有較大的影響。儘管它的研究受到了國內計算機設備的限制和“文化大革命”的干擾，但是擬協調元的提出仍比當前歐美部分有限元學者開展的“假設應變”（AssumedStrain）方法早了5年多，且比老的方法更加系統和完整。這項成果，1982年獲得國家自然科學獎四等獎，1986年獲國家教委科學技術進步獎一等獎，1988年獲國家自然科學獎三等獎。唐立民致力於數學物理方程反問題及有關哈密頓（Hamilton）系統的理論與算法的研究，已取得階段性成果。這是一項難度較大又有廣闊套用前景的課題。
社會職務
唐立民自1962年起，歷任大連工學院數理力學系副主任、工程力學系主任、工程力學研究所副所長等職。他現任大連理工大學研究生院院長、工程力學研究所名譽所長和工程力學系名譽系主任。曾兼任國家科學規劃重點課題“彈塑性力學基礎理論及套用”組長，15年（1986-2000年）科技發展規劃中教育部力學規劃組副組長，中國力學學會第三屆常務理事，第二屆國務院學位委員會力學評議組成員，國家自然科學基金第一、第二屆力學評議組成員，國家教委工程力學教材委員會第一屆副主任。還兼任遼寧省力學學會和複合材料學會理事長，國家教委科學技術委員會委員兼力學組組長。
個人經歷
1924年6月7日 生於河北省秦皇島市。
1946年 畢業於天津工商學院（現天津大學）土木系，獲工學士學位。
1948-1950年 美國密西根大學學習，1949年獲土木系（結構力學）碩士學位，1950年又獲數學系（數理統計）碩士學位。
1951-1952年 在政務院財政經濟委員會計畫局重工業計畫處工作。
1952-1953年 任上海航務學院和大連海運學院講師。
1953年- 先後任大連工學院（現大連理工大學）講師、副教授、教授。
1962-1977年 任大連工學院數理力學系副主任。
1977-1986年 任大連工學院工程力學系主任、工程力學研究所副所長。
1986年- 任大連理工大學研究生院院長、工程力學研究所名譽所長、工程力學系名譽系主任，中國力學學會第三屆常務理事，遼寧省力學學會和複合材料學會第一屆理事長。
1988-1990年 國家教委第一屆科學技術委員會委員兼力學組組長。
2013年1月16日 因病醫治無效逝世。
學術成就
擬協調元方法
統的位移模式有限元方法把平衡方程組弱化，通過虛位移原理進行離散，但另一組對偶的協調方程，由於歷史的、習慣的原因，仍不自覺地保存著苛刻的逐點滿足的原型，導致許多有限元界公認的困難。例如，板、殼單元的連續問題，殼體單元的剛體位移問題，約束條件較多的單元閉鎖問題，奇異單元和普遍單元的聯接問題，曲單元的構造等。於是出現了許多特殊技巧，如非協調元、雜交元、減縮積分元等。這樣，有限元法就變成了一堆特殊技巧的混合體而難以自圓其說。唐立民自1978年開始進行擬協調元方法的研究，其基本思想就是把另一組協調方程在單元一級也平行對稱地加以積分弱化，通過虛力原理形成單元剛度矩陣。這樣，應變、應力、位移（又分為單元內位移和單元之間的網線位移）都可以獨立地選擇，所以稱為多變數。單元之間逐點連續的條件放寬為積分連續的所謂擬協調條件。這是一個十分簡明又非常根本的出發點。它導致：（1）有限元基本公式的推導形成一個新的框架，把過去互不相關的位移元、雜交元、離散Kirchhoff元、減縮積分元等都統一在這個框架里，它們的推導變得簡單明了，開闊了新單元的合理推導方法，擴大了原有的有限元法的解空間。
（2）由於擬協調元和胡—鷲津變分原理的密切關係，過去被認為複雜和難以實際套用的變分原理首次合理地用於有限元推導，而且指出套用該原理時的諸多變數間的合理配合，否則將導致發散，又稱之為犯規。胡—鷲津原理已被廣泛套用於有限元等數值方法之中。
（3）豐富了有限元法的數學基礎和數學證明，並使多變數擬協調元方法自成系統，更加完整。
（4）單元間協調條件由逐點滿足改變為積分滿足，並分擔給網線函式去完成，使得許多由於協調要求造成的問題得以解決，如斷裂問題的奇異元和普通元的聯接變得容易。
（5）由於擬協調元是一個基本框架，擴大了原有限元法的求解空間，所以它可以套用到凡是傳統有限元法套用有困難的各個領域，構造出許多高質量的新的單元模式，如板殼單元簇，二、三維高效元，幾何非線性單元，流體力學中的N-S單元等。這些單元在理論和實用上都很有價值，部分單元已裝配進由國外引進的程式系統之中。
擬協調元法發表後，國外學者稱之為“傑出的……成功地用統一框架統一了協調、非協調和雜交元”。卞學璜（原美國麻省理工大學教授，美國工程科學院院士）曾在一系列文章中引用，並納入高年級研究生的授課內容，其章節題目為“大連工學院唐立民教授提出的擬協調元”。國外有限元界至今仍在研究所謂假設應變法，都沒有達到原來擬協調元法的系統性和深刻性。唐立民發表了關於擬協調元的論文30餘篇，這對於中國在國際有限元界贏得一席之地、推動國內有限元法的深入研究和套用，起到了積極、重要的作用。為此，國家授予該成果國家自然科學三等、四等獎，國家教委科學技術進步一等獎。唐立民本人還獲得1990年教委全國高校科技先進工作者稱號。中國第一版《力學詞典》已將擬協調有限元法作為詞條之一納入書中。唐立民還被聘為國際雜誌《有限元分析和設計》（Finite Element in Analysis and Design）和《計算力學》（International Journal of Computational Mechanics）的編委。唐立民是中國最早開展有限元法研究的學者之一。70年代時，他為原機械部、航空部分別舉辦了學習班，培養了一批最早運用有限元法的科技人員。
複變函數方法
50年代，蘇聯彈性理論的複變函數學派在國際學術界聲譽鵲起，它以一種統一方法（保角映射）解決一大類型的邊值問題。但它的缺點是：不能解決多連域問題。由於複變函數是二維解析函式，因此不能解三維問題。1958年，唐立民以三峽水壩輸水孔這個重大工程實際問題為背景，開展了該理論研究。他創造性地採用了每個孔中一個奇點的多奇點函式，互相聯繫又各個擊破逼近的方法，使之可用同一模式來解決多連域這一類型的問題，對於克服彈性理論複變函數方法發展中的障礙具有重大意義，突破了複變函數在力學套用中的局限性。其代表作《彈性平面上相鄰幾個圓孔的應力分析》一文發表在1959年《科學記錄》上。他提出的非圓孔多連域的一般方法，曾在《連續體力學問題》（1961年）論文集中有所介紹。該文集是由美、蘇兩國科學院發起，為慶祝H.И.穆斯赫里什維里（Mуcxeлишили）院士60壽辰而聯合出版的。1960年，在全蘇力學會議上，蘇聯學者Д.И.謝爾曼（Шepмaн）所作的綜合報告中，對該成果予以好評。《三維彈性問題的複變函數方法》一文，1963年發表於《中國科學》 。該文提出在x-y平面上用複變函數而z方向採用積分方程逐次疊代，解決了一種特殊類型的三維問題。其中一個特殊情況是，孔洞受不垂直於軸向的力的作用時，給出了基本方程和解法，可以完全代替這類問題的光彈實驗，這項研究成果不僅在理論上富有創造性，而且具有實際意義。該文被收錄在Gurtin的“Linear Elasticity”文獻總結中（載於Flugge物理百科全書，1972）.
主要論著
1 唐立民.彈性平面上相鄰幾個圓孔的應力分析.科學記錄，1959，3（10）。
2 Tang Limin, Sun Hwanchun. Three-dimensional elasticity problems solved by complex variable method. Scientia Sinica, 1963,12(11)。
3 唐立民等.關於連續體結構數值計算的微分運算元離散化方法（一、二）.大連工學院學報，1973（1），1973（3）。
5 唐立民.彈性力學的混合方程和Hamilton正則方程.計算結構力學及其套用，1991，4（8）。
