钟万勰 （工程力学家、计算力学家、中国科学院院士）

简介

1934年2月24日钟万勰出生于上海，籍贯浙江省德清县。1952年9月到1956年8月，在同济大学桥梁隧道专业获学士学位。1978年7月，被大连工学院由讲师破格提升为教授；同年起担任大连工学院工程力学研究所所长。1993年当选为中国科学院院士。1997年在世界计算力学大会上被授予院士奖。1998年获世界计算力学学会Fellow奖。

钟万勰长期从事工程力学研究与应用。是中国计算力学发展的奠基人之一。把“群论”原理引入计算结构力学；自主研制开发大型复杂结构的多层子结构三维分析集成系统；建立了参变量变分原理。培养出博士生24名。出版了《计算杆系结构力学》《计算结构力学微机程序设计》《计算结构力学》《结构化程序设计和DITSF语言》等著作。研究成果先后获国家教委科技进步奖二等奖2项，国家教委科技进步奖一等奖1项，国家自然科学二等奖5项，中国工程院光华工程科技奖一等奖1项。先后获评世界计算力学大会院士奖、国际计算力学协会FELLOW奖、何梁何利基金科学与技术进步奖、全国模范教师、ICCES终身成就奖等荣誉。

人物经历

早期与学业经历

1934年2月24日，钟万勰出生于上海一个书香门第家庭，籍贯浙江省德清县。钟万勰从小就在一个科学之家受到了良好的启蒙教育，当他还在上海南洋模范小学就读时，父亲就为他订阅了《科学画报》等刊物，并引导他与哥哥一起制作各种舰船和滑翔机模型。

1952年9月到1956年8月，在同济大学桥梁隧道专业学习，获学士学位，大学期间，他就展现出在数学方面的天赋和对科学知识的领悟能力，钟万勰还自学了大量的课外书籍，为以后在力学领域的研究打下了基础。学生时代，他就写出两篇学术论文，其中一篇《弹性力学中的接触问题》被校长李国豪推荐给了1956年第一次全国力学学会成立大会。

工作经历

1956年，大学毕业后钟万勰进入了中国科学院力学研究所，师从钱伟长、胡海昌院士。1958年后，被钱学森指派在中国科技大学近代力学系讲授《理论力学》课程，并从事固体力学、流体力学、变分原理方面的研究。20世纪60年代，自学了大量理论物理经典著作，开始研究潜艇耐压壳的稳定性，发现锥、柱结合壳的参数可以构成失稳的不利结构形式，并经理论分析与试验证实，研究成果获1982年国家自然科学奖三等奖。1962年经胡海昌推荐，钱令希将钟万勰调到大连工学院(现大连理工大学)工作，担任讲师。1963年，参与提出结构塑性极限分析的一般变分原理。“文化大革命”初期，在重压下不停止科研工作。1967年，钟万勰被打为“现行反革命”，关进了“牛棚”，罪名是“对江青不满”。

20世纪70年代初，国际力学界因为计算机的应用发生了巨大变化；而中国学术界则几乎停滞不前。1972年，钟万勰带领团队到上海探索用计算机使力学更好地为生产服务的途径，把“群论”原理引入计算结构力学，在小计算机上解决了该难题。钟万勰在后来组织开发了大型复杂结构的多层子结构三维分析集成系统，仅用一年多的时间就基本调通了为JIGFEX的高水平大型软件系统，为中国的经济建设发挥了重要作用。1978年，全国科学大会上，大连工学院获奖的4项力学成果中，钟万勰在其中3项发挥了重要作用；同年7月，他就被大连工学院由讲师破格提升为教授；同年起担任大连工学院工程力学研究所所长。

20世纪80年代，他发表了新的极限分析上、下限定理，后建立了参变量变分原理，并为此构造了一套有效的参变量二次规划算法。在土木、机 械、交通等许多领域得到应用。1980年，担任上海交通大学工程力学系兼职教授。1984年，中国计算力学协会成立，钟万勰被推举为首任主任委员。1986年，他率团出席世界计算力学协会成立大会，被推举为执委会常务执行委员。

20世纪90年代以来，钟万勰分析了现代控制论的基本方程与求解方法，发现其最优控制线性二次理论与结构力学中的子结构理论有内在的相同数学方程及变分原理。1993年当选为中国科学院院士。1996年，前往斯坦福大学力学所讲学。1997年在世界计算力学大会上被授予院士奖。1998年获世界计算力学学会Fellow奖。

2007年，指导大连理工大学计算机软件研发团队将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 ，建成后被应用到经济和国防建设各个领域，特别是中国航天和核电领域，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。21世纪20年代起，钟万勰忙着著书立说，他的《辛数学及其工程应用》被征订为航空宇航科学与技术教材出版工程规划“十三五”教材项目。

主要成果

钟万勰长期从事工程力学研究与应用。是中国计算力学发展的奠基人之一。主要开展了壳体力学研究；计算结构力学方面研究；结构优化研究；计算机辅助设计；弹塑性变分原理、参变量变分原理研究；计算结构力学与最优控制等。

壳体力学研究

在潜艇耐压壳的稳定性与强度分析的研究中，钟万勰发现了锥、柱结合壳的某种参数可以构成失稳的不利结构形式，并从理论上找出其原因，指出其规避和补强方法（1966）及其优化形状。该研究成果与钱令希合作，获1982年国家自然科学奖三等奖。

计算结构力学方面研究

20世纪70年代初，钟万勰在国产小型机X-2自主开发了框架结构设计计算程序，并迅速在中国有关单位推广。与研究组一起计算处理了一系列当时较为困难的重大工程项目，其中有：上海电视塔的吊装过程与空间三维受力分析（1972），上海船厂728半潜式海洋平台的整体分析（1975），重庆长江大桥的墩顶应力分析（1977），复杂体型高层建筑的静、动力设计计算（1982）等。在计算上海电视塔，水塔标准系列设计、齿轮、砼海洋平台等空间结构时，注意到结构物的多重对称性质，将群表示论的方法引入到计算结构力学中，得到1978年全国科技大会奖及1982年国家自然科学奖。在计算机科学软件方面，带领小组研制了JIGFEX/DDJ（结构分析/多单元、多工况）为中心的有限元分析程序系统，成为一系列应用程序的基础。设计研制了数据管理系统JINECS作为JIGFEX程序的核心，从而成为多个应用系统的核心。

结构优化研究

钟万勰在结构优化方面，与钱令希院士合作提出了适合于结构优化的序列二次规划算法，并在程序系统DDDU-1中加以实现。与钱令希、程耿东院士等获1991年国家自然科学奖二等奖。

计算机辅助设计

钟万勰在与研究组一起研制的土建设计中，自平面钢架钢筋混凝土设计计算到施工图绘制的FCAD系统，达到了实用化，对推动中国土建CAD作出了贡献。在计算机辅助设计与人工智能程序系统的研制中，钟万勰提出将设计规范荷载组合的内容加以数学形式化，建立了荷载组合抽象代数，并将计算机科学的编译技术引入，在程序系统中自动解析。

弹塑性变分原理、参变量变分原理研究

钟万勰在弹塑性变分原理、参变量变分原理方面，对于极限分析，1963年与钱令希院士合作提出一般变分原理，又于1983年提出了极限分析新的上、下限定理。为了解决非关连流动的弹塑性变形、土力学、摩擦﹑接触、润滑等非线性问题，汲取了最优控制理论的方法与概念，提出了参变量变分原理与相应的参变量二次规划方法，为许多力学课题开辟了有效途径，已用于固结问题，复合材料、高压高速润滑、混凝土断裂的计算，粘弹塑性以及其他带有折线形状的本构关系问题。

计算结构力学与最优控制

钟万勰发现周期性结构与离散时间最优控制在数学上有一系列模拟对应关系，两者有相同的变分原理，相同的方程与边界条件，连续时间最优控制与椭圆型方程半解析法也有同样模拟关系。模拟理论的建立使两大领域可以互相沟通并利用彼此优越的计算方法。如黎卡提方程的求解相当于求解子结构链的端部刚度矩阵；哈密顿体系的数学方法可处理偏微分方程的分离变量法；1991年提出了哈密顿算子矩阵及其本征函数向量的共扼辛正交归一关系与展开定理等。瞬态问题的逐步积分是结构动力学与扩散/热传导等问题的主要求解方法之一。钟万勰在模拟理论研究中提出了精细数值积分法可以得到其计算机上的数值精确解，相对于当前广泛流行的纽马克法、威尔逊-Q法、中央差分法、龙格-库塔法等差分类算法有独特的优点。精细积分法已用于空间域问题的半解析法方程，也可用于黎卡提方程的求解，效果很好。

主要论文与著作

主要论文

钟万勰共发表论文300余篇，以下为部分论文。

出版著作

钟万勰出版了多部专著。

社会职务

荣誉与获奖

个人荣誉

科研获奖

钟万勰的研究成果先后获国家教委科技进步奖二等奖2项，国家教委科技进步奖一等奖1项，国家自然科学二等奖5项，中国工程院光华工程科技奖一等奖1项。

人才培养

钟万勰曾讲授本科生《应用力学辛数学方法》《力学导论》，研究生《现代力学进展》《经典力学辛讲》等课程，他讲的内容丰富、深入浅出、生动有条理，深受学生欢迎。他还把创立的“应用力学对偶体系”编写成适合研究生、高年级本科生使用的教材《应用力学的辛数学方法》，并亲自讲授，先后在大连理工大学、上海交大、清华大学、西安交通大学、西安电子科技大学，哈尔滨工业大学等进行了教学尝试。据2023年5月大连理工大学教师个人主页显示，钟万勰共培养博士生46人，其中45人已毕业、1人在读，培养硕士生15人，其中14人已毕业、1人在读。代表性学生有工业装备结构分析国家重点实验室教授吴承伟，大连理工大学教授、博士生导师、硕士生导师黄德根。

人物评价

《中国人才》表示：“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。”

《中国科学报》表示：“无论是身处逆境蹲‘牛棚’时，还是在改革开放、快速发展的信息社会，钟万勰从来都是以一名闯将的姿态，冲锋在科学发展的最前沿。”

人物关系