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报告题目:工科数学—祖冲之思路
报告人:钟万勰 院士 437ccm必赢国际首页欢迎您
报告时间:2015年6月3日(周三)15:50
报告地点:研教楼201
报告人简介:钟万勰,1934年生,浙江德清人。中国科学院院士,计算力学专家。长期从事工程力学研究与应用。他结合我国国情,发展了多种先进软件技术;在群论、极限分析、参变量变分原理等方面提出了重要的理论与方法,并组织开发了多种大型结构分析系统,如JIGFEX,DDJ/W等,对于推动计算力学在我国工程界广泛应用起了重大作用。
钟万勰院士长期从事工程力学研究与应用。他结合我国国情,发展了多种先进软件技术。他主持了多项重大结构工程的计算分析,研制了大量具有国际先进水平的结构分析软件,解决了一系列土木、机械中的重要问题,对计算力学在我国工程界广泛应用起到了重大推动作用。他的研究成果获国家自然科学奖3项,2001年获何梁何利科技进步奖。他出版著作12部(Kluwer,科学出版社),发表论文近300篇。其著作《弹性力学求解辛系》,冲破了弹性力学百年多传统的半逆法求解体系。
他提出的结构力学与最优控制的相互模拟理论,揭示了一系列基本问题的对应关系;他提出的辛几何空间中新的求解体系,突破了传统的铁木辛柯理论,覆盖了弹性力学、分析力学、断裂力学、振动理论、波动力学、流体力学、电磁波导等多个分支领域,对传统理论难以解决的若干问题给出了新的求解方法和原创性结果。他就上述成就在几十所国际著名大学发表演讲。钟万勰教授仍活跃在科研、教学第一线。在分析结构力学、结构力学与最优控制模拟等方面提出了一系列独到的见解。
报告摘要:详见如下附件。
工科数学—祖冲之思路
钟万勰
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摘要
中国的大学工科数学教材,讲的全部是国外数学家成就,“言必称希腊”。作者常常怀疑,难道历古以来光辉灿烂的中国文化,竟然在数学方面一无所成?然而,我是在工程力学方面做研究与应用的,毕竟是数学外行。教育部邀请许多数学家所编写的教材写成:全部由洋人所贡献,也是无可如何。有疑问:难道中国人的贡献竟然被不屑一顾地完全忽略吗?
对此难以认同,不平则鸣么!作者不是数学家,难免有所舛误,有错就请批评,不用客气。且看作者的说道。
作者这些年在动力学方面努力,尤其是有约束的动力学计算分析,发现作为机器人动力学基础的约束动力系统微分-代数方程(DAE, Differential-Algebraic Equation)的求解,例如现代著名著作
E. Hairer & G. Wanner: Solving ordinary differential equations II—stiff and differential-algebraic problems 2nd ed. ch.7. [M], Springer, Berlin, 1996.
E. Hairer, Ch. Lubich and G. Wanner: Geometric-Preserving Algorithms for Ordinary Differential Equations. Springer, 2006.
专门论述DAE的求解,效果不理想。一些著名洋人软件,例如广泛应用的ADAMS,其数值结果也不理想。因为这些著作的求解方法,是先进行微商,将约束方程归化到微分方程,其微商次数称为Index,可称为Index法。看起来约束条件处处满足,而实际上数值结果的约束条件满足不行。
中国著名南北朝数学家祖冲之(429~500)在计算圆周率时,已经达到之间。如所周知,是现代数学不可回避的基础,看到中国祖师爷的重要贡献,高兴不已。于是我们就探讨祖师爷祖冲之在当年条件下是怎么计算的。由此引申下去,其实许多基本概念,例如无穷序列,极限等等,中国祖师爷也是明白的。并且在实际上应用了,按此路线探究下去就接地气。尤其是接中国人的地气。
所以,中国数学并非一无所成,而是挖掘不够。窃以为,既然在中国大学讲数学,不应将中国数学祖师爷的工作忽略,而应有所传承。我们不可“光说不练”,本文就从祖冲之如何计算圆周率讲起,加以传承,贯通古今,融合中西。中国数学也应占有一席之地的。可先从中国数学教学做起。