周恒,力学家。1929年11月20日生于上海。1950年毕业于北洋大学水利系,毕业后在北洋大学及天津大学任教至今(北洋大学于1951年更名为天津大学)。曾任天津大学力学系系主任,研究生院院长。曾任中国力学学会副理事长,亚洲流体力学委员会副主席。现仍任教育部工程力学专业指导委员会主任,国务院学位委员会力学学科评审组召集人之一。
周恒在主持天津大学研究生院工作时,曾提出并执行多项首创性的措施。如在1984年在天津大学由研究生院设立青年科学基金,支持青年教师开展科学研究。在1985年提出应区分学术刊物的级别,并经讨论后确定72种刊物为核心刊物。1996年在天津大学实行研究生导师非终身制,当年停止了一些研究生导师的招生资格,等等。这些措施当时在国内均无先例,为研究生院的发展开创了新局面。 周恒于1956年开始从事科研。在听了当时刚回国的钱学森先生所讲的“工程控制论”后,即研究并解决了一个最优控制问题。他是我国从事最优控制研究的第一人。
60年代初,周恒转而研究流动稳定性理论。他早于国外解决了Orr-Sommerfeld方程的非自件随特征值问题,得到了有关的展开定理,且其结果优于后来的国外结果。他将运动稳定性理论中的~apounoff方法推广到连续介质力学问题。在上述工作基础上,他又早于国外证明了流动稳定性中的条件稳定性定理。
“文化大革命”初期,周恒的科研和教学工作被迫中断,直至1972年才逐渐恢复。1972年他参加并在技术上领导了和原六机部441厂合作研制二自由度气体动压轴承陀螺仪的工作。他从理论上分析了当时存在的由于气体动压轴承设计不当导致的陀仪自激振荡问题。经过数值计算,提出了设计数据,一举解决了该技术难题,使研制工作走在了国内同行之前(陀螺仪技术牵涉国防问题,故受外国封锁)。
1979年,周恒再度从事流动稳定性研究。他首先将非线性振动中的K—B方法推广到流动稳定性问题中。1981年他借用非线性振动中的概念,提出了一个解决若非线性理论在其线性化问题不对应于中性情况时的计算方法,曾被一著名英国应用数学家誉为一个突破。
80年代中,周恒从事了柔性壁边界层流动稳定性的研究。他改进了计算方法,使得柔性壁和固壁或多层柔性壁之间的应力及位移条件得以全部满足。
80年代后期,他发现流动稳定性的弱非线性理论虽经他的改进,仍不能令人满意。经过数年研究及将弱非线性理论结果与直接数值模拟结果比较,终于发现了原理论的根本性缺点。据此,他提出了带有根本性的改进意见。改进了的理论可以解释原理论不能解释的一些现象,而且新理论在一定条件下可以提供收敛解,而原理论无法提供收敛解。
从80年代末至90年代初起,周恒又关注湍流中的相干结构问题。早在60年代末,从实验中就发现了相干结构的存在。人们一致承认相干结构在湍流的生成、维持及演化中起重要作用,因而对相干结构的研究吸引了大量的研究者。但20多年的研究,并未对相干结构的本质取得更深入的认识。周恒认为这主要是过去的研究者只是在运动学的层次对相干结构进行研究,虽然在其检测、辨识、形态描述等方面取得了进展,却无法了解其本质,因而建议用动力学方法来研究相干结构的生成和演化。他将流动稳定性的概念和方法推广用于剪切湍流,特别是边界层中相干结构的研究,并在若干重要方面,得到了与实验相符的结果。
湍流传热与层流传热的机理在本质上是不同的,而传热是工程技术中的一个重要问题,过去对湍流传热的计算要依靠实验和经验,而对其机制则不甚清楚。周恒在建立了湍流中相干结构的动力学模型后,以此为基础建立了湍流传热的新的模型,也得到了能与实验结果比较的理论结果。
可压缩流的混合问题是一个重要的工程技术问题。对二维混合层来说,随着流动马赫数的提高,由不稳定机制引起的混合效果将下降,因此寻找新的增强混合的方法有重要的应用前景。周恒及其同事及学生,用直接数值模拟的方法,已经发现一种新的方法,可大大增强可压缩混合层的混合。
由于在流动稳定性理论上的贡献,周恒在1987年获得国家自然科学二等奖。1993年当选为中国科学院院士。
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