唐立民

唐立民是固体力学家、力学教育家，1924年6月7日出生，长期致力于弹性理论和计算力学数值方法的研究。

基本资料

中文名：唐立民

国籍：中国

出生地：广东省中山县（现为珠海市）

出生日期：1924年6月7日

逝世日期：2013年1月16日

职业：固体力学家，力学教育家

毕业院校：天津工商学院

主要成就：弹性力学复变函数方法

提出了拟协调元法

代表作品：《弹性平面上相邻几个圆孔的应力分析》

人物生平

唐立民先生是中国共产党党员，大连理工大学原工程力学系教授，我国著名的力学家、教育家。1924年6月7日出生于河北省秦皇岛市。1946年，唐立民毕业于天津工商学院土木系。大学期间，唐立民不仅学习专业，还是工商学院管弦乐队的首席小提琴兼队长。大学毕业后，在唐山交通大学（现西南交通大学）土木系任教。

1948年8月，他留学美国，1949年获密歇根大学土木系结构力学硕士学位，1950年又获数学系（数理统计）硕士学位，同时参加两项科研。抗美援朝战争爆发后，他毅然回国，先在政务院财政经济委员会计划局重工业计划处任职。1952年调至上海航务学院和大连海运学院。自1953年起，一直任教于大连工学院（现为大连理工大学），先后任数理力学系副系主任、工程力学系系主任、工程力学研究所副所长、研究生院院长等职务。1977年被评为教授。1981年为计算力学学科首批博士导师。因病医治无效，2013年1月16日0点20分在大连逝世，享年89周岁。

感情生活

唐立民于1953年结婚。夫人恽娟珊为常州人士，系清初名画家恽南田之后，与革命先烈恽代英同一祖父，生有一女一子。

学术贡献

唐立民自50年代始，一直从事力学领域的科学研究和教学工作。50年代末，他提出的平面多连域问题和空间问题的复变函数方法，解决了当时弹性力学领域中的经典难题，对于克服弹性理论的复变函数方法发展中的障碍具有重要意义。60年代初，电子计算机技术飞跃发展，冲击了传统的力学、数学研究方法，唐立民不失时机地开展了相应学科的研究，积极推动在中国建立计算力学新学科。他提出的离散算子、特别是多变量拟协调有限元方法在该领域内有较大的影响。尽管它的研究受到了国内计算机设备的限制和“文化大革命”的干扰，但是拟协调元的提出仍比当前欧美部分有限元学者开展的“假设应变”（AssumedStrain）方法早了5年多，且比老的方法更加系统和完整。这项成果，1982年获得国家自然科学奖四等奖，1986年获国家教委科学技术进步奖一等奖，1988年获国家自然科学奖三等奖。唐立民致力于数学物理方程反问题及有关哈密顿（Hamilton）系统的理论与算法的研究，已取得阶段性成果。这是一项难度较大又有广阔应用前景的课题。

社会职务

唐立民自1962年起，历任大连工学院数理力学系副主任、工程力学系主任、工程力学研究所副所长等职。他现任大连理工大学研究生院院长、工程力学研究所名誉所长和工程力学系名誉系主任。曾兼任国家科学规划重点课题“弹塑性力学基础理论及应用”组长，15年（1986-2000年）科技发展规划中教育部力学规划组副组长，中国力学学会第三届常务理事，第二届国务院学位委员会力学评议组成员，国家自然科学基金第一、第二届力学评议组成员，国家教委工程力学教材委员会第一届副主任。还兼任辽宁省力学学会和复合材料学会理事长，国家教委科学技术委员会委员兼力学组组长。

个人经历

1924年6月7日生于河北省秦皇岛市。

1946年毕业于天津工商学院（现天津大学）土木系，获工学士学位。

1946-1948年任唐山工学院（现西南交通大学）土木系助教。

1948-1950年美国密歇根大学学习，1949年获土木系（结构力学）硕士学位，1950年又获数学系（数理统计）硕士学位。

1951-1952年在政务院财政经济委员会计划局重工业计划处工作。

1952-1953年任上海航务学院和大连海运学院讲师。

1953年-先后任大连工学院（现大连理工大学）讲师、副教授、教授。

1962-1977年任大连工学院数理力学系副主任。

1977-1986年任大连工学院工程力学系主任、工程力学研究所副所长。

1986年-任大连理工大学研究生院院长、工程力学研究所名誉所长、工程力学系名誉系主任，中国力学学会第三届常务理事，辽宁省力学学会和复合材料学会第一届理事长。

1988-1990年国家教委第一届科学技术委员会委员兼力学组组长。

2013年1月16日因病医治无效逝世。

学术成就

统的位移模式有限元方法把平衡方程组弱化，通过虚位移原理进行离散，但另一组对偶的协调方程，由于历史的、习惯的原因，仍不自觉地保存着苛刻的逐点满足的原型，导致许多有限元界公认的困难。例如，板、壳单元的连续问题，壳体单元的刚体位移问题，约束条件较多的单元闭锁问题，奇异单元和普遍单元的联接问题，曲单元的构造等。于是出现了许多特殊技巧，如非协调元、杂交元、减缩积分元等。这样，有限元法就变成了一堆特殊技巧的混合体而难以自圆其说。唐立民自1978年开始进行拟协调元方法的研究，其基本思想就是把另一组协调方程在单元一级也平行对称地加以积分弱化，通过虚力原理形成单元刚度矩阵。这样，应变、应力、位移（又分为单元内位移和单元之间的网线位移）都可以独立地选择，所以称为多变量。单元之间逐点连续的条件放宽为积分连续的所谓拟协调条件。这是一个十分简明又非常根本的出发点。它导致：（1）有限元基本公式的推导形成一个新的框架，把过去互不相关的位移元、杂交元、离散Kirchhoff元、减缩积分元等都统一在这个框架里，它们的推导变得简单明了，开阔了新单元的合理推导方法，扩大了原有的有限元法的解空间。

（2）由于拟协调元和胡—鹫津变分原理的密切关系，过去被认为复杂和难以实际应用的变分原理首次合理地用于有限元推导，而且指出应用该原理时的诸多变量间的合理配合，否则将导致发散，又称之为犯规。胡—鹫津原理已被广泛应用于有限元等数值方法之中。

（3）丰富了有限元法的数学基础和数学证明，并使多变量拟协调元方法自成系统，更加完整。

（4）单元间协调条件由逐点满足改变为积分满足，并分担给网线函数去完成，使得许多由于协调要求造成的问题得以解决，如断裂问题的奇异元和普通元的联接变得容易。

（5）由于拟协调元是一个基本框架，扩大了原有限元法的求解空间，所以它可以应用到凡是传统有限元法应用有困难的各个领域，构造出许多高质量的新的单元模式，如板壳单元簇，二、三维高效元，几何非线性单元，流体力学中的N-S单元等。这些单元在理论和实用上都很有价值，部分单元已装配进由国外引进的程序系统之中。

拟协调元法发表后，国外学者称之为“杰出的……成功地用统一框架统一了协调、非协调和杂交元”。卞学璜（原美国麻省理工大学教授，美国工程科学院院士）曾在一系列文章中引用，并纳入高年级研究生的授课内容，其章节题目为“大连工学院唐立民教授提出的拟协调元”。国外有限元界至今仍在研究所谓假设应变法，都没有达到原来拟协调元法的系统性和深刻性。唐立民发表了关于拟协调元的论文30余篇，这对于中国在国际有限元界赢得一席之地、推动国内有限元法的深入研究和应用，起到了积极、重要的作用。为此，国家授予该成果国家自然科学三等、四等奖，国家教委科学技术进步一等奖。唐立民本人还获得1990年教委全国高校科技先进工作者称号。中国第一版《力学词典》已将拟协调有限元法作为词条之一纳入书中。唐立民还被聘为国际杂志《有限元分析和设计》（FiniteElementinAnalysisandDesign）和《计算力学》（InternationalJournalofComputationalMechanics）的编委。唐立民是中国最早开展有限元法研究的学者之一。70年代时，他为原机械部、航空部分别举办了学习班，培养了一批最早运用有限元法的科技人员。

50年代，苏联弹性理论的复变函数学派在国际学术界声誉鹊起，它以一种统一方法（保角映射）解决一大类型的边值问题。但它的缺点是：不能解决多连域问题。由于复变函数是二维解析函数，因此不能解三维问题。1958年，唐立民以三峡水坝输水孔这个重大工程实际问题为背景，开展了该理论研究。他创造性地采用了每个孔中一个奇点的多奇点函数，互相联系又各个击破逼近的方法，使之可用同一模式来解决多连域这一类型的问题，对于克服弹性理论复变函数方法发展中的障碍具有重大意义，突破了复变函数在力学应用中的局限性。其代表作《弹性平面上相邻几个圆孔的应力分析》一文发表在1959年《科学记录》上。他提出的非圆孔多连域的一般方法，曾在《连续体力学问题》（1961年）论文集中有所介绍。该文集是由美、苏两国科学院发起，为庆祝H.И.穆斯赫里什维里（Mуcxeлишили）院士60寿辰而联合出版的。1960年，在全苏力学会议上，苏联学者Д.И.谢尔曼（Шepмaн）所作的综合报告中，对该成果予以好评。《三维弹性问题的复变函数方法》一文，1963年发表于《中国科学》。该文提出在x-y平面上用复变函数而z方向采用积分方程逐次迭代，解决了一种特殊类型的三维问题。其中一个特殊情况是，孔洞受不垂直于轴向的力的作用时，给出了基本方程和解法，可以完全代替这类问题的光弹实验，这项研究成果不仅在理论上富有创造性，而且具有实际意义。该文被收录在Gurtin的“LinearElasticity”文献总结中（载于Flugge物理百科全书，1972）.

主要论著

1唐立民.弹性平面上相邻几个圆孔的应力分析.科学记录，1959，3（10）。

2TangLimin,SunHwanchun.Three-dimensionalelasticityproblemssolvedbycomplexvariablemethod.ScientiaSinica,1963,12(11)。

3唐立民等.关于连续体结构数值计算的微分算子离散化方法（一、二）.大连工学院学报，1973（1），1973（3）。

4唐立民，刘迎曦，姚曙光.一维波动方程两种正演数值方法的关系及反演.石油物探，1990，29（3）。

5唐立民.弹性力学的混合方程和Hamilton正则方程.计算结构力学及其应用，1991，4（8）。