转自:中国科学报
文 | 武际可(北京大学退休教授)
2005年,在上海召开的第二届力学史与方法论学术讨论会上,笔者发表了一篇《1920年以前力学发展史上的100篇重要文献》。在那以后,笔者就开始留心1920年以后的重要文献。
将近20年过去了。笔者挑选了1920年后的49篇文献。还补充了一篇是1920年以前的文献:The law of transformation of the bone。它发表于1892年,但直到100年之后,才引起世人的广泛注意。这就是生物力学中著名的沃尔夫定律的原始文献。
文章大致以时间先后排列,也许它们可从一个方面反映力学在这一百年来的发展。
1.Julius Wolff(1836–1902)
The law of transformation of the bone。Das Gesetz der Transformation der Knochen - 1892. Reprint: Pro Business, Berlin 2010, ISBN 978-3-86805-648-8
最早研究骨骼生长于受力的关系,是生物力学最早的文献。后来有人以伍尔夫定律命名。
2.Stephen Timoshenko(1878-1972)
Timoshenko, S. P., 1921, On the correction factor for shear of the differential equation for transverse vibrations of bars of uniform cross-section, Philosophical Magazine, p. 744.
Timoshenko, S. P., 1922, On the transverse vibrations of bars of uniform cross-section, Philosophical Magazine, p. 125.
以上两篇文章奠定了在梁的振动时考虑转动惯量的影响,后人称为铁木辛柯梁。
3.Sir Geoffrey Ingram Taylor(1886-1875)
Taylor, G.I. (1923). "Stability of a Viscous Liquid contained between Two Rotating Cylinders". Phil. Trans. Royal Society A223: 289–343.
Taylor, G.I.得到了稳定性条件以及失穏后流动形态。是流体流动稳定性的一类重要问题。
4.George D. Birkhoff (1884-1944)
Dynamical Systems;1927年由American Mathematical Society 出版。
给出动力系统的一般定义。发展了动力系统的Birkhoff系统的提法。
5.Stephen Timoshenko(1878-1972)
Strength of Materials;分I、II两部分,于1930年出版。影响比较大的材料力学教材。
6.Yakov Perelman(1882-1942)
Physics For Entertainment Volume 1、2,《趣味物理学》
关于物理和力学的科普读物。最早以俄文出版于1932年,后来出版续集与趣味力学等并被翻译为多国语言。
7.Stephen Timoshenko(1878-1972)
Theory of Elasticity
初版McGraw-Hill Book Company, 1st Ed. 1934, 第二版 1951 年与他的研究生 J. N. Goodier合作出版。1964年由徐芝纶和吴永祯合译出版中文版。
影响较大的教材。
8.Sir Geoffrey Ingram Taylor(1886-1975)
The Mechanism of Plastic Deformation of Crystals,Part I、II
1934年发表于Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character Vol. 145, No. 855 (Jul. 2, 1934), Part I,pp. 362-387 ;Part II,pp. 388-404
用位错解说金属韧性塑性变形的经典论文,完善了晶体位错理论,对后来材料科学产生了深远的影响。
9.Андрей Николаевич Колмогоров(1903-1987)
Local Structure of Turbulence in an Incom-pressible Viscous Fluid at Large Reynoulds Numbers
1941年发表在Dokl. Akad. Nauk SSSR 30:4(1941),299-301,是各向湍流能量耗散规律的经典文章。
10.Николай Иванович Мусхелишвили(1891-1976)
«Некоторые основные задачи математической теории упругости» (Сталинская премия первой степени за второе издание в 1941 году)
中译本:《数学弹性理论的几个基本问题》(科学出版社1958),系统发展了平面弹性力学问题的复变函数解法。
11.Александр Александрович Андронов(1901-1952)
Теория Колебнии《振动理论》
1937年 与А. А. Витт、С. Э. Хайкин合著出版,最早在1928年提交会议文章(Предельные циклы Пуанкаре и теория колебаний.) 讲述极限环与非线性振动。后来本书又进行了系统地阐述。开辟了安德罗诺夫-霍普夫分叉研究的方向。
12.L. M. Milne-Thomson(1891-1974)
The Theoretical Hydrodynamics, published by Macmillan & Co. Ltd., London, appeared in 1938,第5版,1968.
有影响的教学参考书。
13.周培源(1902-1993)
P.Y. Chou, On the Velocity Correlations and the Solution of Equations of Turbulence Fluctuations,Quart. Appl. Math., 1945,Vol. 3, p 38.最早发表在Chinese Journal of Physics,4,1, 1940,pp.1-33
是湍流模式理论奠基性的论文。
14.Von Karmen(1881-1963),钱学森(1911-2009)
Von Karma and Tsian, “The Buckling of Thin Cylindrical Shells Under Axial
Compression” Jour. Aero Sciences. Vol 8, June, 1941.
最早用非线性理论求解受轴压圆柱壳的临界载荷,得到了下临界载荷。
15.Ludwig Prandtl(1875-1953)
Essentials of Fluid Mechanics,1944年德文版,2001年补充,2004年英文版。1974年有郭永怀翻译出版中文版。
影响较大的流体力学教程。
16.Leonid Ivanovich Sedov(1907-1999)
Similarity and dimensional methods in mechanics,本书初版与1944年。之后相继再版。19世纪50年代谢多夫和泰勒先后发表了关于强点源爆炸冲击波的研究,即:
Sedov, L. I., "Propagation of strong shock waves," Journal of Applied Mathematics and Mechanics, Vol. 10, pages 241 - 250 (1946).
Taylor, Sir Geoffrey Ingram, "The formation of a blast wave by a very intense explosion. I. Theoretical discussion," Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences, Vol. 201, No. 1065, pages 159 - 174 (22 March 1950).
后来这些解及其方法都包含在这本书中。发展了系统地利用相似律来求解力学问题的方法。
17.Leonid Ivanovich Sedov(1907-1999)
Седов Л. И. Механика сплошной среды (учебник в 2-х томах. — 6-е изд. — СПб.: Лань, 2004. 《连续介质力学》中译本2007年出版。
18.钱伟长(1912-2010)
Chien, Wei-Zang - The intrinsic theory of thin shells and plates. I. General theory (1944) [10.1090_qam_9744] - libgen.li.pd
Chien Weizang. The intrinsic theory of thin shells and plates, part Ⅱ: Application to the plates. Quarterly of Applied Mathematics, 1944, 2(1): 43-59.
Chien Weizang. The intrinsic theory of thin shells and plates, part III: Application to thin shells. Quarterly of Applied Mathematics, 1944, 2(2): 120-135.
M0867 (6,81i)
弹性板壳的内禀理论,以张量形式对板壳方程进行非线性讨论并进行分类。
19.Warner Tjardus Koiter(1914-1997)
Over de stabiliteit van het elastisch evenwicht (On the stability of elastic equilibrium),1945年的博士论文.1967年有英译本,On the stability of elastic equilibrium (Washington, 1967)。
首开弹性系统屈曲后行为的一般理论。
20.Daniel C. Drucker(1918-2001),William.Prager (1903-1980)
Extended Limit Design Theorems for Continous Media,1952年发表于Quart. Appl. Math. 9:381-389
奠定了理想塑性极限分析的理论基础,是塑性力学复兴时期代表性的论文。
21.R.S.Rivlin(1915-2005)
Large Elastic Deformation of the General Theory IV——Further Developments of the General Theory,Proc. Roy. Soc.,1948,A853:379-397
发展弹性大变形理论。
22.Lars Onsager(1903-1976)
Statistical hydrodynamics Nuovo Cimento 1949,6(9 Suppl.):279-287
是湍流标度理论的重要文献,又是后来研究大气和海洋湍流的重要理论推动力。
23.Sir Geoffrey Ingram Taylor(1886-1975)
The formation of a blast wave by a very intense explosion I. Theoretical discussion II. The Atomic Explosion of 1945
1945年分两期发表在Proceedings of the Royal Society of London. Series A上。
强爆炸波的形成(从理论上推测原子弹的爆炸威力)。
24.Bernard George Neal(1922-2016),Paul Southworth Symonds(1916-2005)
Neal B. G. & Symonds P.S.,Plastic collapse and shakedowm theorems for structures of strain-hardening matereal,Journal of aeronautical sciences,Vol.17, No.5,May,1950
论文提出并证明了关于结构塑性变形中有关安定性的定理。
25.Herbert Goldstein(1922-2005)
Classsical Mechanics,Addison-Wesley,Publishing Compony,1950年第一版
一本有影响的教科书。
26.郭永怀(1909-1968)
On the flow of an incompressible viscous fluid past a flat plate at moderate Reynolds numbers(中等雷诺数下不可压缩黏性流体绕平板的流动1953年)
将传统的小参数展开的方法发展到有奇点的情形,是带奇点问题的摄动法被称为PLK方法。
27.Андрей Николаевич Колмогоров(1903-1987)
The Gerneral Theory of Dynamical Systems and Clasical Mechanics
这是1954年在阿姆斯特丹召开的国际数学家大会上,柯尔莫哥洛夫所做一小时报告。称在一定的假定下,可积的哈密尔顿系统的小扰动存在周期和殆周期运动。后来,1962和1963年分别由Moser和Arnold严格证明。被后人称为KAM定理。
28.Theodore Von Karman(1881-1963)
Aerodymics,1954年由Connell University Press出版。
介绍空气动力学与航空发展的通俗读物。
29.胡海昌(1928-2011)
《论弹性体力学与受范性体力学中的一般变分原理》。1954年在《物理学报》发表的论文。
提出固体力学中的三类变量广义变分原理。这一原理推广了最小势能原理,是用位移、应变和应力为自变函数的一种无条件变分原理。
30.John D. Eshelby(1916-1981)
The Determination of the Elastic Field of an Ellipsoidal Inclusion, and Related Problems,1957年发表于Proceedings of the Royal Society of London 241 (1226): 376–396.
得到在无限弹性介质中嵌入一个椭球的解.是后来弹性夹杂、复合材料和细观力学的奠基性的论文。
31.林家翘(1916-2013)
C. C. Lin, The Theory of Hydrodynamic Stability, Cambridge Univ. Press, Cambridge, 1955.
用渐近方法求解了Orr-Sommerfeld 方程,发展了平行流动稳定性理论。
32.Анато́лий Исаа́кович Лурье́(1901-1980)
Пространственные задачи теории упругости.《弹性理论的空间问题》М.: ГИТТЛ. 1955. 492 с
一本关于空间弹性力学问题的专著。
33.Зубов, Владимир Иванович(1830-2000),Мовчан А. А。
Зубов В.И. Методы А.М.Ляпунова и их Применение,Изд-во ЛГУ,1957
Мовчан А. А.,Устойчивость процессов по двум метрикам Прикл. матем. и мех.", 1960, т. 24, в. 6, с. 988-1001
稳定性理论的新发展,将Liapunov的稳定性定义进行了重要的推广,使之能够应用于连续体系统。
34.Edward Norton Lorenz (1917-2008)
Deterministic Nonperiodic Flow,Journal of the Atmospheric Sciences 20 (2): 130–141. 1963
从大气对流问题简化为一个三阶常微分方程。即洛伦兹方程。求解中最早发现混沌现象。
35.Ray William Clough(1920-2016)
The Finite Element Method in Plane Stress Analysis(1),发表于Proc.2nd ASCE Conf. on Electronic Computation,Pittsburg PA,1960.随后在Clough指导之下E.L.Wilson的博士论文。
Finite Element Analysis of Two-dimensional Structures,UCB/SESM Report 63-2 University of California,Berkley,June,1963
最早的有限元方法的提法以及最早的平面有限元程序。
36.Edward L. Wilson(1931- )
Finite Element Analysis of Two-Dimensional Structure(2)
Wilson, E. L., “Finite Element Analysis of Two-Dimensional Structures”UCB/SESM Report 63-2, University of California, Berkeley, June 1963(Also D. Eng. Dissertation).
1963年在Ray W. Clough指导下的博士论文。1961年编制了一个求解平面弹性力学问题的通用程序,后来在此基础上发展为结构分析程序系统SAP,是世界上最早的有限元通用程序。
37.冯康(1920-1993)
《基于变分原理的差分格式》,刊于1965年《应用数学与计算数学》杂志第2卷第4期。
提出对于二阶椭圆型方程各类边值问题的离散化方法。给出了离散解的稳定性定理、逼近性定理和收敛性定理。
38.Norman J. Zabusky(1929-2018)
与 Kruskal M. 合作
Interaction of “Solitons” in a Collisionless Plasma and the Recurrence of Initial States
Phys. Rev.1965,15:240-243
在沉寂了百年之后,使孤子研究重新受到重视。
39.Ralph Abraham(1936-)
Foundation of mechanics
综述有限自由度力学的发展。Addison—Wesley 出版公司1966年出版第一版,1978年与J. E. Marsden合作出版扩展第二版。至1985年第五次印刷。
40.Olgierd Zienkiewicz(1921-1991),Taylor R.L.
The finite element method. Solid mechanics Vol. 1,2,3,
有限单元法的总结性文献,第一版出版于1967年。后经不断补充为三卷,第五版于2000年出版,有中译本。
41.James Robert Rice(1940-)
J.R.Rice,A path independent integral and the approximate analysis of striain concentration by notches and cracks, Department of DefenseAdvanced Research Projects Agency Contract SD-86 Material ResearchProgyram, May 1967, Journal of Applied Mechanics, 35, 1968, pp. 379-386.
断裂力学中的 J积分方法,给断裂力学增加了新的手段获得易于计算和测量的表征量。
42.William Prager(1903-1980)
Problems of Optimal Structural Design 1968年刊于J. Appl. Mech. 35, 102-106
结构的最优设计的早期论文。
43.Gurtin, Morton E. (1934-2022)
The Linear Theory of elasticity (Encyclopedia of Physics), vol. VIa/2,1972,1983
是关于线性弹性力学总结性的文献。
44.George Keith Batchelor(1920-2000)
G. K. Batchelor, Sedimentation in a dilute dispersion of spheres, J.Fluid Mechanics, 1972, 52:245-268
有关微粒在流体中下沉的重要文献。
45.Влади́мир И́горевич Арно́льд(1937 – 2010)
Mathematical Methods of Classical Mechanics英文版Springer,1978年。初版为俄文版,1974年于莫斯科出版。
用现代几何观点整理经典力学体系的教科书。
46.Toshio Mura村外志夫(1925-2009)
Micromechanics of Defects in Solids 1982年第一版。
是细观断裂力学研究与总结性的文献。
47.John Guckenheimer( 1945-),Philip Holmes (1945-)
Nonlinear Oscillations, Dynamical Systems and Bifurcations of Vector FieldsNew York : Springer, c1983.非线性振动、动力学系统和矢量场的分叉
一本比较有影响的专门教材。
48.Yuan-Cheng Fung(1919-2019)
Biomechanics: Mechanical Properties of Living ,Springer, 1993出版 - 篇幅568 页
全面总结生物力学发展的基础教程。
49.Richard "Dick" Horace Battin(1925-2014)
An Introduction to the Mathematics and Methods of Astrodynamics, Revised Edition (AIAA Education) Rev Sub Edition
1999年出版,介绍天体与人造卫星轨道的计算。
50.王敏中(1939-)
Resent General Solutions in Linear Elasticity and Their Applications, Applied Mecahnics Review,2008,61, 030803,Wang Minzhong 等
总结与发展了线性弹性力学通解与各种通解之间的关系。
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