2012年力学航空宇航科学与技术生物医学工程 复旦大学博士生学术论坛 暨上海市力学学会青年工作委员会学术活动 “现代连续介质力学理论及实践”课程体系 上海市教委2011年度重点教改项目 谢锡麟1华诚1王盛章1麻伟巍2 复旦大学力学与工程科学系 2东华大学理学院 主要内容 ·力学学科特色:力学与物理、数学之间的关系;力学主要研究对象 现代连续介质力学理论及实践”课程体系基本框架;教与学的效果 本项目现有教学研究与实践总结
主要内容 • 力学学科特色：力学与物理、数学之间的关系；力学主要研究对象 • “现代连续介质力学理论及实践”课程体系基本框架；教与学的效果 • 本项目现有教学研究与实践总结 2012年 力 学 航空宇航科学与技术 生物医学工程 复旦大学博士生学术论坛 暨 上海市力学学会青年工作委员会学术活动 “现代连续介质力学理论及实践”课程体系 — 上海市教委2011年度重点教改项目 谢锡麟1 华诚1 王盛章1 麻伟巍2 1复旦大学 力学与工程科学系 2东华大学 理学院
“按照近代观点,物理、化学、天体物理、地球大物理科学 物理、生物物理可以全部归纳为物理科学。力学 是物理科学的,数学又是所有学科的共同工具, 数 力学和数学原是科学发展史上的孪生子,因此, 学 形象的可以认为,物理科学是一根梁,力学和数 学是它的两根支柱。” 谈镐生先生 数学是物理的一部分;物理是自然科学,且是实 验科学;数学是物理中“做实验”比较“便宜” 数 物理学 自然科学 的那部分。 (俄)V.I. Arnold 量子力学 力学类同数学的关系 电动力学 力学具有历经长期发展的知识体系, 理论力学 白然世界 理性世界 注重理论联系实际,既具数学的严谨又 学&数学 认角多 具物理的灵活,故在人才培养上具有卓 关思想及方法 越的优势。 数学刻 连续介质力学 数学刻画 力学结合数学提供了我们认识自 控制力学 然及非自然世界的具有基础意义的系统 的思想和方法。 相关思想及方法 非自然世界 在此过程中,数学表现为认识自 微积分+线性代数测度论 然及非自然世界系统的思想及方法,而 层次 层非仅是逻辑过程
大 物 理 科 学 力 学 数 学 物 理 数学 自然科学 “按照近代观点，物理、化学、天体物理、地球 物理、生物物理可以全部归纳为物理科学。力学 是物理科学的，数学又是所有学科的共同工具， 力学和数学原是科学发展史上的孪生子，因此， 形象的可以认为，物理科学是一根梁，力学和数 学是它的两根支柱。” —— 谈镐生先生 数学是物理的一部分；物理是自然科学，且是实 验科学；数学是物理中“做实验”比较“便宜” 的那部分。 —— （俄）V.I.Arnold 力学类同数学的关系 —— 力学具有历经长期发展的知识体系， 注重理论联系实际，既具数学的严谨又 具物理的灵活，故在人才培养上具有卓 越的优势 。 —— 力学结合数学提供了我们认识自 然及非自然世界的具有基础意义的系统 的思想和方法。 —— 在此过程中，数学表现为认识自 然及非自然世界系统的思想及方法，而 非仅是逻辑过程
力学同物理学的区别 力学主要面对对象:连续介质力学 如果物理学系所着力研究的事务需要“望远镜”(宇宙天体)和“显微镜 (粒子世界),则力学所着力研究的事务主要隶属宏观世界,包括:机械运动,材 料宏观性能,生命体中器官、组织等运动;这些事务的一个共同特点往往是所研究 的对象(亦即介质)在空间中呈连续分布形态,称为连续介质。 蔬水基团 生物膜「星体大气 最入腰中的蛋白质 K ar man 涡街 海面油污扩散
Karman涡街 生物膜 星体大气 海面油污扩散 力学同物理学的区别 —— 力学主要面对对象：连续介质力学 如果物理学系所着力研究的事务需要“望远镜”（宇宙天体）和“显微镜” （粒子世界），则力学所着力研究的事务主要隶属宏观世界，包括：机械运动，材 料宏观性能，生命体中器官、组织等运动；这些事务的一个共同特点往往是所研究 的对象（亦即介质）在空间中呈连续分布形态，称为连续介质
〖“现代连续介质力学理论及实践”课程体系」 基本理论课程 Euclid空间中的张量分析与微分几何 生物力学 固体力学 非Euid空间中的张量分析与微分几何 生物力学基础 体力学基础 血液动力学 连续介质力学一般理论 弹塑性力学 (物质系统: Euclid流形,非 Euclid流形) 流体力学 涡量与涡动力学基础涡量空气动力学 基础理论方面的科学研究、教学研究论文 1. XIE X L, CHEN., SHI Q. Some studies on mechanics of continuous mediums viewed as differential manifolds. Original manuscript,2012.《中国科学》(英文版,G辑)约稿,拟定2012年正式出版。 2.谢锡麟.现代张量分析在连续介质力学中的若干应用.论文原稿2012年,《第十一届全国水动 力学学术会议暨第二十四届全国水动力学研讨会并周培源教授诞辰110周年纪念大会文集》,页 224-236,海洋出版社,2012。 3.谢锡麟.基于郭仲衡先生有关现代张量分析及有限变形理论知识体系所开展的教学与研究的若 干体会.论文原稿2012年,已接受为会议交流;并将收录至《第十三届现代数学和力学学术会 议暨钱伟长诞辰100周年纪念大会文集》(此文集非正式出版,论文将投稿相关期刊)
Euclid Euclid 空间中的张量分析与微分几何 非 空间中的张量分析与微分几何 Euclid Euclid 连续介质力学一般理论 （物质系统： 流形，非 流形） 涡量与涡动力学基础 固体力学基础 涡量空气动力学 弹塑性力学 生物力学基础 基本理论课程 生物力学 血液动力学 流体力学 固体力学 “现代连续介质力学理论及实践”课程体系 基础理论方面的科学研究、教学研究论文 1. XIE X.L., CHEN Y., SHI Q. Some studies on mechanics of continuous mediums viewed as differential manifolds. Original manuscript, 2012.《中国科学》（英文版，G辑）约稿，拟定2012年正式出版。 2. 谢锡麟. 现代张量分析在连续介质力学中的若干应用. 论文原稿 2012年,《第十一届全国水动 力学学术会议暨第二十四届全国水动力学研讨会并周培源教授诞辰110周年纪念大会文集》，页 224-236，海洋出版社，2012。 3. 谢锡麟. 基于郭仲衡先生有关现代张量分析及有限变形理论知识体系所开展的教学与研究的若 干体会. 论文原稿 2012年,已接受为会议交流；并将收录至《第十三届现代数学和力学学术会 议暨钱伟长诞辰100周年纪念大会文集》（此文集非正式出版，论文将投稿相关期刊）
t=0.1 5150-5150 10 12 t=0.1 0 10 理应科 初始物理构形 当前物理构形 论之学 研 x2-曲线 本 究 2(5。) 曲线 组 曲线坐 与 1(x(5 标教 3-曲线x (56 系学 Yx2-曲线 1-曲线 显研 (x(5,1),) 当前构型曲线坐标 含究 初始构形曲线坐标O X=X(xt 时间的有限变 线 曲线 物理构形对 曲线 线 O x1-曲线 -曲线 初始参数构形 当前参数构形
科学研究与教学研究 当前物理构形对 理论（本组） 应之曲线坐标系显含时间的有限变形