王大鈞
——固體力學(xué)、結(jié)構(gòu)動力學(xué)專家/1952屆校友
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王大鈞，湖北省荊州人。固體力學(xué)、結(jié)構(gòu)動力學(xué)專家。
王大鈞（1935～）湖北省荊州人。固體力學(xué)、結(jié)構(gòu)動力學(xué)專家。1956年畢業(yè)于北京大學(xué)數(shù)學(xué)力學(xué)系力學(xué)專業(yè)，留校任教。1986年任教授。利用彈性結(jié)構(gòu)理論中的位移場、應(yīng)變能和動能表達式可通過引進適當(dāng)簡化從彈性力學(xué)理論中的相應(yīng)量得到這一性質(zhì)，運用泛函分析的技巧，給出了彈性結(jié)構(gòu)理論的靜力解、固有振動解的存在性定理。是對彈性結(jié)構(gòu)理論的重要貢獻。發(fā)展了彈性結(jié)構(gòu)振動的定性理論。提出“中國古代科技中的現(xiàn)代力學(xué)問題”研究課題，作了較系統(tǒng)的研究和廣泛的傳播，并在源于龍洗的三類非線性動力學(xué)問題方面取得重要成果。曾獲國家科技進步三等獎一項，教委科技進步獎二等獎兩項。曾任北京大學(xué)力學(xué)與技術(shù)科學(xué)系副系主任，中國振動工程學(xué)會常務(wù)理事，結(jié)構(gòu)動力學(xué)專業(yè)委員會主任委員，中國力學(xué)學(xué)會理事、吉林大學(xué)、暨南大學(xué)兼職教授。
一、學(xué)術(shù)工作經(jīng)歷和體驗
王大鈞1935年4月28日出生于湖北省沙市市（現(xiàn)荊州市沙市區(qū)）。在日本侵華時期，1940年隨父母逃難至四川萬縣。1945年抗日勝利后回到沙市。1947年春至1949年冬在晴川中學(xué)讀初中。1950年春至1952年秋在沙市第三中學(xué)讀高中。1952年秋考入北京大學(xué)數(shù)學(xué)力學(xué)系力學(xué)專業(yè)。
1956年秋畢業(yè)留校，在數(shù)學(xué)力學(xué)系任助教，輔導(dǎo)理論力學(xué)、振動理論。1960年任講師，主講振動理論。1964年在北京大學(xué)學(xué)報發(fā)表第一篇學(xué)術(shù)論文。
1969年北京大學(xué)力學(xué)專業(yè)遷至位于陜西漢中的北大漢中分校。那時學(xué)校教學(xué)活動已停止，由于四人幫的橫行，社會上理科無用論大為盛行，教員搞科研會被認為是“業(yè)務(wù)掛帥”遭受批判。1971年前后，軍宣隊派王大鈞等幾名教師到分校附近褒河水庫建筑工地勞動，教師們心中還十分惦記國家建設(shè)和科學(xué)研究。他們在“勞動改造”的同時私下與水壩的設(shè)計人員討論修筑重力拱壩中的力學(xué)問題，了解到設(shè)計人員在應(yīng)力分析方面存在困難。王大鈞與數(shù)位教師，使用拱冠梁法方案先用手搖計算機、后用手編程序在我國最早的電子管計算機之一104機上實現(xiàn)了褒河水庫重力拱壩應(yīng)力分析，作為水電部設(shè)計院設(shè)計水壩的依據(jù)。這件事，不僅解決了工程局設(shè)計中的困難，也鼓舞了學(xué)校中多年停止業(yè)務(wù)活動的教師們恢復(fù)教學(xué)與研究的積極性。
1959年建成廣東新豐江水庫后，水庫附近誘發(fā)了地震，壩體受損，為進一步認識這次地震對水壩的影響，1972年至1973年水電部組織“新豐江水庫地震及其對大壩的影響”大課題組。重要的研究內(nèi)容之一是用有限元方法分析壩體應(yīng)力，這在我國還是首次。王大鈞負責(zé)有限元法計算的力學(xué)方案與分析，計算結(jié)果顯示在壩體高程108米出現(xiàn)裂縫處應(yīng)力過大。此課題取得成功并用于壩體的抗震加固。值得一提的是，計算結(jié)果顯示在高程100米處應(yīng)力也過大，后來在水庫水位進一步下降后，發(fā)現(xiàn)該處壩體存在裂紋，說明力學(xué)分析與計算的可靠和有效。
1973年開始，王大鈞參與武際可牽頭的“旋轉(zhuǎn)殼應(yīng)力分析及其在冷卻塔靜動力設(shè)計中的應(yīng)用”的研究工作，主要負責(zé)冷卻塔抗地震分析，編制旋轉(zhuǎn)殼振動有限元分析的通用程序。為了考核這個計算程序，曾以已經(jīng)運行的唐山電廠的兩座冷卻塔為例進行抗震分析，計算顯示它們可以抗御烈度為11度的地震。1976年唐山大地震時，該塔址地震烈度接近11度，而兩塔體基本完好。這件事充分顯示了計算方案和程序的可靠性，有力地說服了工程人員使用計算機進行應(yīng)力分析以改進設(shè)計的積極性。隨后他們和西北電力勘測設(shè)計院合作編制的大型冷卻塔分析與設(shè)計程序，經(jīng)多年多次更新?lián)Q代，不斷提高功能，是在我國大型冷卻塔設(shè)計中使用的主要的程序。通過以上這些應(yīng)用研究工作，王大鈞體驗了有益的理論聯(lián)系實際的經(jīng)驗。
1980年開始，王大鈞開始思考從多年講授振動理論中形成的一個問題，如何用統(tǒng)一的理論論證各種彈性結(jié)構(gòu)（包括從桿、梁基本構(gòu)件到彈性組合結(jié)構(gòu)）的普遍性質(zhì)，包括靜力解、動力解的存在性、振型展開法的收斂性等。為了獲得必要的理論知識，他聽了三門有關(guān)泛函分析的課程，并在多次與胡海昌院士研討中得到指導(dǎo)和啟發(fā)。1982至1985年他和胡海昌院士合作在“振動與沖擊”創(chuàng)刊號、力學(xué)學(xué)報、中國科學(xué)中發(fā)表了一組論文。運用力學(xué)理論和泛函分析相結(jié)合的方法統(tǒng)一論證各種彈性結(jié)構(gòu)理論的靜力解和動力解的存在性問題，同時解決了復(fù)什殼體，組合結(jié)構(gòu)的解的存在性問題。在國內(nèi)外得到很高的評價。
1984年9月至1985年9月，王大鈞在加拿大滑鐵盧大學(xué)作訪問付教授，學(xué)習(xí)和參與“振動中的反問題”的研究。
1985年10月回國后，他指導(dǎo)研究生，并和王其申合作，對結(jié)構(gòu)振動中模態(tài)的定性性質(zhì)作了系統(tǒng)研究，發(fā)表了大量論文。經(jīng)過長期的積累，他綜合了彈性結(jié)構(gòu)理論的解的存在性問題和模態(tài)的定性性質(zhì)，撰寫了很有特色的專著《結(jié)構(gòu)振動的定性理論》。
從二十世紀80年代開始，王大鈞關(guān)注中國古代科技，也對“科學(xué)美”有興趣，于是對作為古代科技載體的一些文物進行了研究，發(fā)現(xiàn)有些文物蘊藏著深層次的現(xiàn)代科學(xué)信息，對它們的研究不能止于僅用現(xiàn)有科學(xué)進行解釋，而應(yīng)作為現(xiàn)代科學(xué)的研究課題。他提煉出“中國古代科技中的現(xiàn)代力學(xué)研究”課題，并進行系統(tǒng)的研究和廣泛的傳播。
王大鈞對科學(xué)研究有兩點體驗：（1）投身科學(xué)的人要用心提煉和把握自己有強烈興趣和堅持決心，并適合自己能力和條件的有重大意義的課題，并為此作長期的堅持不懈的工作。彈性結(jié)構(gòu)理論的解的存在性的研究課題，就是他從多年講授振動理論課中蘊釀，經(jīng)過攻讀泛函分析基本知識和有關(guān)微分方程解的存在性的經(jīng)典文獻后提煉出來的。中國古代科技中的現(xiàn)代力學(xué)問題的研究課題是他將對中國文化、藝術(shù)的求美和對古代科技和現(xiàn)代科學(xué)的求真相結(jié)合而形成的。這項工作從上世紀八十年代開始至今已連續(xù)進行了二十多年。（2）研究者對自己選擇的研究的內(nèi)容、方法，應(yīng)當(dāng)有所側(cè)重。但是，研究者應(yīng)有適度的全面修養(yǎng)。除了在自己或集體研究中充分發(fā)揮自己的特長外，還應(yīng)全面參與，會有利于提高研究水平。
例如，在研究理論解的存在性問題中，關(guān)鍵之一是運用抽象的泛函分析理論；在進行冷卻塔抗震分析中，需制定計算方法和編制計算程序；在解決高頻激勵貯液殼引發(fā)低頻大幅水波問題中，繁難的理論分析和精細的實驗互動是關(guān)鍵。他對這些關(guān)鍵都從學(xué)習(xí)、掌握到應(yīng)用，力求提高研究水準。
二、主要研究成就
王大鈞的研究工作涉及多個領(lǐng)域，發(fā)表論文近150篇，主要成就如下。
1、建立了線性彈性結(jié)構(gòu)理論中靜力學(xué)與動力學(xué)解的存在性定理。
2、發(fā)展了結(jié)構(gòu)振動的定性理論。
3、提出了開創(chuàng)性的課題<中國古代科技中的現(xiàn)代力學(xué)問題>,對源自龍洗的流固耦合系統(tǒng)非線性動力學(xué)問題取得主要成果。
4、在柔性結(jié)構(gòu)的波動控制和智能結(jié)構(gòu)的振動控制方面取得重要成果。
三、教書育人，培養(yǎng)人才
王大鈞曾講授力學(xué)概論、振動理論、薄板理論、結(jié)構(gòu)動力學(xué)、彈性力學(xué)變分原理等大學(xué)生和研究生課程。他注重課程內(nèi)容的嚴密和系統(tǒng)性，力求講課方式有利于啟發(fā)學(xué)生的理論思維和探索激情。
王大鈞對他指導(dǎo)的研究生和聽課的大學(xué)生熱情、善待，和研究生討論問題時平等、自由，充分發(fā)揮學(xué)生的主動、創(chuàng)造性，但要求學(xué)生做學(xué)問要誠實、嚴謹、不急于求成、多推敲求完美。他常贈送學(xué)生科普和如何做科研的書，以擴大他們知識面和提高他們的科研能力。他有時在課間休息時，進行“課間三分鐘短談”，或講一段科技史，或講一個科普故事、或講“北大校長?！币赃@些方式勉勵學(xué)生樂在科學(xué)、勤在科學(xué)，贏在科學(xué)，勉勵學(xué)生領(lǐng)會和發(fā)揚北大的科學(xué)、民生精神。他頗受學(xué)生歡迎，被學(xué)生推選為1999年度北京大學(xué)最受學(xué)生愛戴的十佳老師。2000年被授予周培源基礎(chǔ)教學(xué)獎優(yōu)秀一等獎。
王大鈞退休后，雖然離開了教學(xué)、科研第一線，仍不輟于研究工作，有時連續(xù)幾天和青年人一起進行實驗，有時周末仍在辦公室工作。他常向朋友說，過去的政治運動和文革浩劫奪去了自己的創(chuàng)造力旺盛的青春時光，并損傷了身體，自己又是智力平平，所以必須憑自己對科學(xué)的愛好，對創(chuàng)造的追求，對為人民出力的愿望，盡可能雖然緩慢地，但是不斷地多做一些工作。
四、王大鈞的主要論著
[1]王大鈞，支坐運動時連續(xù)梁的振動，北京大學(xué)學(xué)報，3，1964，227-240.
[2]王大鈞、袁明武，旋轉(zhuǎn)殼的應(yīng)力分析Ⅱ，動力部分，北京大學(xué)學(xué)報，1，1978，117-126.
[3] 王大鈞、胡海昌，彈性結(jié)構(gòu)理論中線性振動普遍性質(zhì)的統(tǒng)一論證，振動與沖擊，1，1982，6-16.
[4]Wang Dajun, Hu Haichang, Positive-Definiteness and compactness of two kinds of operators in theories of elastic structures, Scientia Sinica, (A),Vol.XXV111, No.7, 1985, 727-739.
[5]Dajun Wang, Wenqing Wang, The reasonableness problem of theories of structures carrying concentrated masses, springs and supports in vibration problems., Acta Mechanica Sulida Sinica, Vol.2, No.2, 247-251.
[6]王大鈞、何北昌、王其申，由兩組模態(tài)及相應(yīng)頻率構(gòu)造Euler梁，力學(xué)學(xué)報，22卷4期，1990，479-483.
[7]王大鈞，古代文物的力學(xué)性質(zhì)研究，文物保護與考古科學(xué)，5卷1期，1993，35-39.
[8]Wang, Q, Wang,D.J., A Reduced-order model about structural wave control based upon the concept of degree of controllability, IEEE. Tan. on Automatic Control, Vol.39, No.8, 1994, 1711-1713.
[9]Liu,Z.S., Wang,D.J., Hu,H.C., Yu,M., Measures of modal controllability and observability in vibration control of flexible structures, J.Guidance, Control, and Dynamics, Vol.17, No.6, 1994,1377-1380.
[10]Liu Xijun,Wang Dajun,Chen Yushu, Self-excited vibration of the shell-liquid coupled system induced by dry friction, ACTA MECHANICA SINICA, Vol.11, No 4, 1955, 374-382.
[11]Dongchang Sun, Dajun Wang and Z.L.Xu, Distribated piezoelectric segment method for vibration control of smart beams, AIAA J. Vol.35, No.3, 1997,585-593.
[12] 王大鈞，編鐘，為何如此奇特?徐秉業(yè)主編，身邊的力學(xué)，北京大學(xué)出版社，1997，55-64.
[13]Qing-Ding Wei, Da-jun Wang et al, A Visualization study on water spray of Dragon Washbasin, chapter eleven in Atlas of Visualization, Ⅲ, Edited by the visualization society of Japan, CRC press, Boca Raton, New York, 1997, 169-179.
[14]Dajun Wang, C.C.Wang, National Vibration of repetitive structures, The Chinese Journal of Mechanics, Vol.16, No.2, Jane 2000, 85-95.
[15]D. J. Wang, C. S. Chou, Q. S. Wang, Qualitative properties of frequencies and modes of beams modeled by discrete systems, The Chinese J. of Mechanics Series A, Vol.19, No.1, March 2003, 169-175. (In Chinese)
[16]Dajun Wang, Chunyan Zhou, Jie Rong, Free and forced vibration of repetitive structures, Int. J. of Solids and Structure, 40(2003) 5477-5494.
[17]Da-jun Wang, Bell Chime, Dragon Washbasin,…—Modern Scientific Information Hidden in Ancient Chinese Science and Technology, TECHNISCHE MECHANIK, Band 25, Heft 1, (2005), 9-16.
[18]武際可、王大鈞、袁明武，旋轉(zhuǎn)殼的應(yīng)力分析，水利電力出版社，1979.
[19]王大鈞編講：“中國古代文物的科學(xué)與藝術(shù)”, VCD,北京大學(xué)中國傳統(tǒng)文化研究中心，美國南海有限公司合制，北京大學(xué)音像出版社發(fā)行，1996.
[20]王大鈞,王其申,何北昌,結(jié)構(gòu)振動的定性理論, 北京大學(xué)出版社,2011.
我校1952屆校友。