2011年上海高校本科重点教学改革项目 《“现代连续介质力学理论及实践”课程体系》成果介绍 谢锡麟"华诚′王盛章′麻伟巍 复旦大学力学与工程科学系2东华大学理学院 如果将学术上的创新定义为发展新的思想及方法,则基础学科领域的创新应多源于坚实 基础上的融会贯通和触类旁通;如果将学术不仅理解为具体的科学和技术成果而且包括更具 基础意义的高端知识体系—则至少面对复旦高才生的教学可以也是需要高度学术化的。 第一部分研究背景及研究目的 我们面对的自然世界,从尺度而言,可以简单分为:微观世界,宏观世界以及宇观世界。微观世界, 主要研究原子之间的相互作用,也包括纳米尺度的作用,相关研究主要归于物理学。宇观世界,主要研究 天体之间的相互作用,相关研究主要归于天文学。宏观世界,主要包括机械运动,也涉及生命体中器官、 组织等运动;一般而言,我们“看得见、摸得着”的事务均属宏观世界,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。对连续介质的运动学及动力学研究 主要构成连续介质力学,相关研究主要归于力学。连续介质力学涵盖一般刚性物质(含小变形物质),主 要包括机械,材料,桥梁及建筑等等;可变形物质,包括水,气,生命体及其宏观组成部分以及现代智能 材料等等。由此,连续介质力学涉猎极其广泛,且紧密联系于我们的日常生活,生产建设等。从学科发展 而言,正是由于连续介质力学的兴起,使得力学独立于物理学 按上所述,连续介质力学构成力学的核心基础。本项研究的主要目标为:(1)完善和发展连续介质力 学的基础知识体系,此过程也提供了教学上基本内容及讲授脉络;(2)基于连续介质力学基本理论,开展 流体力学、固体力学以及生物力学等方面的科学研究、教学硏究及实践。一一籍此,逐步建立“理性力学 观点下,基于现代张量分析及现代几何学的连续介质力学基础理论及其在力学相关领域实践”的课程体系: (1)基础理论课程包括:复旦大学开设《张量分析与微分几何基础》,《连续介质力学基础》;东华大学开 设《张量分析与连续介质力学》;(2)主要实践课程包括:复旦大学开设《涡量与涡动力学基础》;《固体 力学基础》;《生物力学基础》等:东华大学开设《弹塑性力学》等。本课程体系基本框架如下图所示。 项目负责人, Email: xiexin@ fudan.edu 第1页共6页第 1 页 共 6 页 2011 年上海高校本科重点教学改革项目 《“现代连续介质力学理论及实践”课程体系》成果介绍 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 如果将学术上的创新定义为发展新的思想及方法，则基础学科领域的创新应多源于坚实 基础上的融会贯通和触类旁通；如果将学术不仅理解为具体的科学和技术成果而且包括更具 基础意义的高端知识体系 —— 则至少面对复旦高才生的教学可以也是需要高度学术化的。 第一部分 研究背景及研究目的 我们面对的自然世界，从尺度而言，可以简单分为：微观世界，宏观世界以及宇观世界。微观世界， 主要研究原子之间的相互作用，也包括纳米尺度的作用，相关研究主要归于物理学。宇观世界，主要研究 天体之间的相互作用，相关研究主要归于天文学。宏观世界，主要包括机械运动，也涉及生命体中器官、 组织等运动；一般而言，我们“看得见、摸得着”的事务均属宏观世界，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。对连续介质的运动学及动力学研究 主要构成连续介质力学，相关研究主要归于力学。连续介质力学涵盖一般刚性物质（含小变形物质），主 要包括机械，材料，桥梁及建筑等等；可变形物质，包括水，气，生命体及其宏观组成部分以及现代智能 材料等等。由此，连续介质力学涉猎极其广泛，且紧密联系于我们的日常生活，生产建设等。从学科发展 而言，正是由于连续介质力学的兴起，使得力学独立于物理学。 按上所述，连续介质力学构成力学的核心基础。本项研究的主要目标为：（1）完善和发展连续介质力 学的基础知识体系，此过程也提供了教学上基本内容及讲授脉络；（2）基于连续介质力学基本理论，开展 流体力学、固体力学以及生物力学等方面的科学研究、教学研究及实践。——籍此，逐步建立“理性力学 观点下，基于现代张量分析及现代几何学的连续介质力学基础理论及其在力学相关领域实践”的课程体系： （1）基础理论课程包括：复旦大学开设《张量分析与微分几何基础》，《连续介质力学基础》；东华大学开 设《张量分析与连续介质力学》；（2）主要实践课程包括：复旦大学开设《涡量与涡动力学基础》；《固体 力学基础》；《生物力学基础》等；东华大学开设《弹塑性力学》等。本课程体系基本框架如下图所示。 * 项目负责人，Email：xiexilin@fudan.edu.cn