中國現代固體力學家。1928年4月25日生於浙江省杭州市。1950年畢業於浙江大學土木工程系後，在錢偉長指導下從事研究工作，1950年秋起在中國科學院數學研究所力學研究室(後為力學研究所)工作。1966年起參加航天技術研究工作。1981年被選為中國科學院學部委員。1978年起任北京大學兼任教授。1982年創辦並主編《振動與衝擊》期刊。2011年2月21日逝世。
基本介紹
- 中文名：胡海昌
- 國籍：中國
- 出生地：浙江省杭州市
- 出生日期：1928年4月25日
- 逝世日期：2011年2月21日
- 職業： 力學家
- 畢業院校：浙江大學土木工程系
- 主要成就：創立三類變數廣義變分原理
- 代表作品：《論彈性體力學和受范性體力學中的一般變分原理》
- 性別：男
人物簡歷,人物生平,學術成果,代表作品,
人物簡歷
胡海昌，中國現代固體力學家、中國空間技術研究院研究員、中國科學院院士。
1928年4月25日 生於浙江省杭州市。
1950年 畢業於浙江大學土木工程系。1950—1956年 任中國科學院數學研究所力學研究室研究人員。
1956—1965年 任中國科學院力學研究所助理研究員、副研究員、固體力學研究室主任。
1966年— 歷任中國空間技術研究院空間飛行器總體設計部副研究員、研究員、副主任，科技委員會主任、名譽主任。
1978年— 任北京市第五、第六、第七屆政治協商會議委員。
1979年— 任北京大學、浙江大學兼職教授，首批博士生導師。
1981年— 任中國科學院院士（學部委員）。
1986年— 任中國力學學會第三屆副理事長（至1990年）、中國振動工程學會理事長。
1989年— 任中國氣功科學研究會學術委員會副主任。
1993年— 任全國政治協商會議委員。
2011年2月21日逝世。
人物生平
1950年大學畢業後，他進入中國科學院數學研究所力學研究室工作，從此開始了從事力學研究的生涯。在錢偉長領導下，力學研究室是一個非常活躍的研究集體。剛邁出大學校門的胡海昌，在短短几年內就在彈性力學、板殼理論等領域發表了約30篇論著。其中尤為重要的是發表於《物理學報》（1954年10卷2期）上的《論彈性體力學和受范性體力學中的一般變分原理》。該文提出固體力學中的三類變數廣義變分原理，這一原理推廣了最小勢能原理，是用位移、應變和應力為自變函式的一種無條件變分原理，對彈性力學、變分原理、力學中的數值方法產生了深遠影響。1955年，日本學者鷲津久一郎（1921～1981）得到類似結果。他們的變分原理後來被稱為胡一鷲津原理。
1956年，中國科學院力學研究所成立，胡海昌任該所助理研究員。同年，他參加的以錢偉長為首的集體研究成果《彈性薄板的大撓度問題》獲中國科學院自然科學獎二等獎。以後，直至1965年，胡海昌一直在中國科學院力學研究所工作，任副研究員、固體力學研究室主任，從事早期的火箭總體設計和殼體穩定性研究。
60年代初，我國集中了一批優秀專家研究空間技術。1966年，胡海昌到中國空間技術研究院空間飛行器總體設計部工作，歷任空間飛行器總體設計部副主任、科技委員會主任、名譽主任等職，1981年被聘為研究員。胡海昌在運用理論知識解決實際問題、指導工程技術工作的同時，仍堅持從事理論研究，不斷取得新的成果。
1981年，胡海昌當選為中國科學院學部委員。
在從事科學研究的同時，胡海昌還熱心於教育事業。從50年代起，他在北京大學數學力學系講授彈性力學、板殼理論、薄壁桿件理論、彈性力學中的變分原理、振動理論等多門課程，還在清華大學、中國科學技術大學、北京航空航天大學等校兼職，並自1957年起，開始指導研究生。自1979年起，任北京大學、浙江大學兼職教授、首批博士生導師。胡海昌還擔任了國務院學位委員會力學評議組成員、中國振動工程學會理事長、中國氣功科學研究會學術委員會副主任、《振動工程學報》主編等職。曾任中國力學學會第一、第二、第三屆理事，第三屆副理事長，現任名譽理事；《力學學報》副主編、《振動與衝擊》主編等職。
1978年以後，還先後擔任北京市第五、第六、第七、第八屆政治協商會議委員，全國第八屆政治協商會議委員。
學術成果
三類變數廣義變分原理
胡海昌除了進行有關我國空間飛行器的研究、設計工作以外，曾發表論文百餘篇，涉及彈性力學、塑性力學、流體力學以及結構力學的平衡、穩定和振動等領域；還有著、譯7本。他的研究工作極富創造性，尤其在廣義變分原理方面的傑出成就，是對力學的重要貢獻，在國際力學界產生很大影響由於工程中的力學問題大多難於求得精確解，因此尋找其簡單可行而又有實用精度的近似解成為力學界長期探討的課題。
50年代以前，各種重要的近似解法大致可分為三類：第一類是根據力學背景作出若干簡化假設，建立工程實用的結構理論。從固體力學觀點衡量，這些近似理論大多精確滿足連續條件和平衡條件而近似滿足本構關係，例如梁、板、殼理論。第二類是根據最小勢能原理用里茲法求近似解。它們雖能精確滿足連續條件和本構關係的要求，但只能近似滿足平衡條件。第三類是根據最小余能原理用里茲法求近似解。它們雖可精確滿足平衡條件和本構關係，但只近似滿足連續條件。
還在大學期間，胡海昌就在錢令希的指導下開始探索這一課題，力圖求得一種方法，它不強制要求精確滿足什麼方程，而是把哪些方程能精確滿足，哪些方程能近似滿足的問題留給解題人根據問題的性質來作出抉擇。1950年E．H．萊斯納（Reissner）提出了彈性力學的二類變數廣義變分原理，展示了在能量法中同時近似地滿足不同力學性質的方程的可能性。繼而，胡海昌於1954年在《物理學報》上發表了《論彈性體力學和受范性體力學中的一般變分原理》，文中提出了三類變數廣義變分原理。在這個變分原理中，位移、應變和應力三類變數全都作為自變函式，全部方程都不必精確滿足。這是一個無條件的變分原理，它為以往的工程實用結構理論提供了能量法觀點的解釋，更為研究各種近似解法提供了空前靈活的理論根據。
這篇論文發表後，在五六十年代，國內掀起了研究變分原理的熱潮。一方面是根據廣義變分原理用里茲法求近似解，這在國際上是一個創舉，比國外同類工作早了5年。另一方面是相繼提出了板、殼、振動、穩定諸問題的廣義變分原理，在國際上也處於領先地位。
1964年，美國同行率先把胡海昌提出的變分原理稱為胡鷲津原理（鷲津久一郎，日本人，1955年在美國提出與胡相同的變分原理）。1970年前後，不斷有人指出，廣義變分原理是建立包括有限元法在內的各種近似解法的堅實的理論基礎。這樣，在國外也出現了研究和利用變分原理的熱潮，尤其是根據廣義變分原理來論證已有的和建立新的有限元法。自此，胡－鷲津原理得到美、日、蘇、英、法、德、意等國同行的公認，並在眾多的彈性力學、板殼理論、有限元法的專著和論文中得到介紹和引用。一項國內的力學研究成果在國外引起如此強烈的反響，尚屬罕見。
1982年，以胡海昌為首的5位力學家的研究成果《彈性力學的廣義變分原理的研究》獲國家自然科學獎二等獎，他的專著《彈性力學的變分原理及其套用》獲全國優秀科技圖書獎。
建立新型的邊界積分方程
60年代以後，邊界積分方程和邊界單元法逐步興起，現在它已和有限元法、加權殘差法、差分法並列為計算力學中的4大方法。數學中的第二類積分方程便於數值求解，而第一類積分方程較差。以前，邊界積分方程屬於哪一類，取決於問題中邊界條件的性質，而不取決於解題人的願望。
1986年，胡海昌從守恆積分出發，導出了力學上全新的一類邊界積分方程。
新、老兩類邊界積分方程恰好具有互相補充的特點，即在同一問題的同一邊界上，如果老辦法給出第一類（第二類）積分方程，那么，新辦法就給出第二類（第一類）積分方程。這樣，把新、老邊界積分方程結合使用，就能在所有邊界上按照解題人的願望得到第二類或第一類積分方程。這一發現使邊界積分方程、邊界單元法獲得更多的套用前景。最近已有人把這一思想用於解決平面二階橢圓型方程的混合邊值問題和含裂縫彈性體的應力分析上，數值例子表明它確有預期的優點。目前，這方面的工作正在逐步開拓中。
橫觀各向同性彈性體
（建立橫觀各向同性彈性體的空間問題的一些重要解）
國際上對各向異性彈性體力學的研究早在19世紀就已開始。1953年以前，人們已求得了各向異性體的平面問題、扭轉問題、彎曲問題和橫觀各向同性體的軸對稱變形問題等多種解。它們在力學上雖然是空間問題，但在數學上卻都是二維問題，真正三維的空間問題的某些解，直到1953年才由胡海昌找到。
胡海昌把橫觀各向同性體的位移用兩個位移函式表示出來，大大簡化了待解的方程。通過位移函式，求得了真正三維的空間問題的一系列解，其中一些解套用於土建中的基礎與地基分析中具有重要的意義。胡海昌在這方面的工作受到蘇聯、美國等國外同行的重視，並在他們的論文、專著中被引用介紹。
胡海昌及其同事還把上述方法用於求解球面各向同性彈性體、中厚板（包括夾層板）、薄及中厚殼、受預應力的圓柱殼等問題，都取得了豐碩的成果。
1956年，他的研究成果《橫觀各向同性體的彈性力學的空間問題》獲中國科學院自然科學獎三等獎。
另外，胡海昌在彈性薄板、薄殼的大撓度問題的研究中，也有重要發現。彈性薄板、薄殼的大撓度問題，過去常用小參數法求解。1954年，胡海昌發現，用不同的小參數所得的結果，在公式上可以互相轉化，但若取有限項，則數值結果的近似程度大不一樣。於是，他首次提出選用較優的小參數問題，並建議先用廣義位移作為小參數。小參數的選擇問題，直到80年代之前，都陸續有人進行研究。
推動振動理論和技術的研究及套用
80年代，胡海昌積極倡導加快從靜態設計到動態設計的過渡，推動振動理論和技術的研究及套用，組織中國振動工程學會和創辦有關振動研究的學術刊物。他本人也很注重振動理論的研究並取得了許多重要成果。例如，用力學與泛函結合的方法統一論證了結構理論中振動的普遍性質；將小參數法和局部修改法系統套用於多自由度結構的固有振動問題上；改進和發展了特徵值的包含定理和計數定理等等。
1987年，他與合作者共同開展的《線性彈性結構理論中兩類運算元的正定性和緊緻性的研究》，獲國家教委科學技術進步獎二等獎。
(作者：王大鈞)
代表作品
創立了彈性力學三類變數廣義變分原理，即國際上公認的胡－鷲津原理；建立了力學上新型的邊界積分方程；首次找到了橫觀各向同性彈性體空間問題的一些重要解。在振動理論和結構理論方面也有重要貢獻。
胡海昌1954年在《物理學報》發表論文《論彈性體力學與受范性體力學中的一般變分原理》，提出固體力學中的三類變數廣義變分原理。這一原理推廣了最小勢能原理，是用位移、應變和應力為自變函式的一種無條件變分原理。日本人鷲津久一郎(1921～1981)比他晚一年獨立地重建了上述原理。由於它在有限元法和其它近似解法的重要套用，後來受到美、日、英、蘇、德、法等多國的學術文獻、專著、教科書廣泛介紹和引用，並稱之為胡－鷲津原理。胡海昌還寫有科學論文《橫觀各向同性彈性力學的空間問題》(1953)、《在均布及中心集中載荷作用下圓板的大撓度問題》(1954)、《廣義變分原理在近似解中的合理套用》(1982)等50多篇以及專著《彈性力學的變分原理及其套用》(1981)等。
代表性論文：
1 胡海昌．橫觀各向同性體的彈性力學的空間問題．物理學報，1953，9（2）：130—144．
2 胡海昌．橫觀各向同性的半無限彈性體的若干問題．物理學報，1954，10（3）：239—256．
3 胡海昌．論彈性體力學和受范性體力學中的一般變分原理．物理學報，1954，10（3）：259—289．
4 胡海昌．在均布及中心集中載荷作用下圓板的大撓度問題．物理學報，1954，10（4）：383—392．
5 胡海昌．彈性力學的變分原理及其套用．北京：科學出版社，1981．
6 胡海昌．加權殘差法的幾個理論問題．合肥工業大學學報，1983（4）：1—12
7 王大鈞，胡海昌．論彈性結構理論中兩類運算元的正定性和緊緻性．中國科學（A輯），1985，2：146—155．
8 胡海昌．彈性力學中一類新的邊界積分方程．中國科學（A輯），1986，11：1170—1174．
9 胡海昌．多自由度結構固有振動理論．北京：科學出版社，1987．
10 胡海昌．彈性力學廣義變分原理在求近似解中的正確套用．中國科學（A輯），1989，11：1159—1166．
