渊博换热器(沉痛悼念并深切缅怀黄克智院士)

Posted 2023-06-01

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渊博换热器(沉痛悼念并深切缅怀黄克智院士)

中国共产党党员、中国科学院院士、清华大学航天航空学院工程力学系黄克智教授，于2022年12月6日因病医治无效，在北京逝世，享年95岁。

黄克智同志1927年7月21日出生于江西南昌，1947年毕业于江西中正大学，1948年进入清华大学后考取研究生并留校任教至今，1991年当选中国科学院院士，2003年当选俄罗斯国家科学院外籍院士。

黄克智同志是著名的力学教育家，我国工程力学专业人才培养体系的奠基人之一。他倾注毕生心血教书育人，培养了一大批力学专业人才，包括6名中国科学院院士、100余名博士、硕士及博士后。他是清华师生心目中的大先生，获得首届清华大学突出贡献奖。

黄克智同志是世界著名的力学科学家、我国工程力学的奠基人之一，在板壳力学、断裂力学、塑性力学、微纳米力学、页岩水力压裂等方面，均做出举世公认的学术成果。他破解了压力容器工程设计的世界难题，形成国际领先的设计方法，列入我国多部设计和安全评定标准，应用于众多工业部门，产生了巨大的经济和社会效益。

黄克智同志曾获得众多荣誉和奖励，包括多项国家自然科学奖及国际奖，高等学校优秀教学成果国家级特等奖，全国教育系统劳动模范和人民教师奖章。

刻苦学习敬师尊

1927年，黄克智出生在江西南昌的一个职员家庭。父亲为人忠厚，母亲知书识礼。从5岁开始上学的黄克智，成绩始终保持着全班第一。

当时学校规定，考试前三名可以免收学费，父母便把这些省下的学费交给黄克智自己支配。黄克智特别喜欢数学，就买了难题详解之类的数学书，也因此很早就知道“鸡兔同笼”等古代数学名题，他非常享受解题过程。

兴趣是最好的老师，从学校到走上工作岗位，黄克智一直下功夫学数学，为他从事力学研究提供了有益的工具。

大学4年级留影（前排左一为黄克智）

上大学后，黄克智师从土木工程界权威蔡方荫老师，打下了坚实的工程与力学基础。毕业后，黄克智被蔡老师推荐到北洋大学（今天津大学）土木工程系任助教，辅导力学课程。

1947年中正大学土木系毕业照（一排左三为蔡方荫，三排正中为黄克智）

黄克智到天津后，常听人谈论著名力学家张维、陆士嘉夫妇的渊博学识和忠厚为人，便逐渐产生了到张维老师门下深造的想法。一年后（1948年），黄克智报考清华大学土木系的研究生，以土木类第一名的成绩被录取。

张维教授的课，不但理论讲的引人入胜，还能讲出前后的发展和演变，黄克智被深深地吸引。张维还告诫黄克智，学位论文的题目要经过调查研究和深思熟虑后才能确定，而确定论文选题本身就是一个学习和提高的过程。

在张维的教导下，黄克智真正进入了他生平第一个研究领域——壳体理论，也在张维的言传身教下学会了如何做一位严谨的科学工作者和称职的教师。

1952年，黄克智留在清华大学基础课部力学教研组任讲师。1955年10月，我国教育部派遣第一批大学教师赴苏联进修，黄克智被派至莫斯科大学数学力学系塑性力学教研室，在这里，他得到国际著名力学家拉包特诺夫院士的悉心指导。

黄克智在莫斯科大学进修

正当黄克智准备博士学位答辩之时，却紧急受召回国，参加组建清华大学工程力学数学系的工作。

为此，他毅然放弃答辩，回到清华后立即投身到教学与科研工作之中，几年间就开设了弹性力学、塑性力学、薄壁结构力学、蠕变理论、传热学与热结构学、薄壳理论等新课程，培养了一批工程力学的专业人才，为中国第一个工程力学系的创建与发展作出了贡献。

黄克智回国后工作照

十年一题步步高

黄克智院士认为，作为一个合格的科学研究者，必须具备两个条件：首先，研究目的是为国家发展的需要，个人的研究方向必须与国家的需求相结合。其次，研究的水平必须紧跟国际先进水平，科研人员不能固守一个研究成果几十年不变。

清华固体力学专业创始人讨论照（从左至右为黄克智、张维、杜庆华）

70年代，管壳式换热器是石油、化工、原子能、轻工、食品、电力等工业部门中大量使用的通用设备，而管板又是换热器中加工量最大的主要部件。

当时我国尚没有自己的设计规范，设计人员只能借助美国、苏联、法国和德国的规范都算一遍，最后取一个中间值。但计算换热器的管板时，这样的做法就失灵了，所以工业部门急需制定我国的压力容器设计规范，而设计规范中重要的基础就是薄壳理论，因此黄克智和清华大学工程力学数学系被邀请参与设计规范编写。

黄克智给学生们上课

1973年，一向注重力学理论与工程实际相结合的黄克智，把薄壳理论应用在换热器管板的设计上。这个方法大幅度地减少了大直径管板的厚度，节省了原材料，还降低了加工难度，使中国这一部分的规范领先于法、美等先进工业国家5年以上，这一方法也被颁布为国家标准，在中国12个行业的成千个企事业单位中推广使用，成为力学应用于工程的一个范例。

1982年，法国部分工业部门也采用了与黄克智类似的方法。第十届国际反应堆结构力学会议（SMIRT）和美国机械工程师学会（ASME）压力容器与管道年会也都邀请中国的专家来介绍管板研究成果，该设计规范被多个国家推广。

1991年9月，黄克智在第11届国际反应堆结构力学会议上发言

黄克智院士的整个研究生涯，一共主持过7项国家重大科研项目，一直密切关注国际前沿的研究工作，并从年轻时起每十年就转变一次方向：

20世纪50年代研究壳体理论；
60年代研究塑性和蠕变；
70年代研究断裂力学与压力容器；
80年代研究相变力学；
90年代研究应变梯度塑形理论。

改革开放焕青春

“文革”期间，黄克智曾被下放到江西鲤鱼洲，学习和工作都受到了冲击。回到清华后，黄克智发现许多文献都看不懂了，他只得奋起直追。

“开门办学”时，他和80个“工农兵学员”下厂同住一个大房间，睡大通铺，即便如此，他仍要挤出时间，阅读了几十篇有关压力容器弹塑性分析的文献，写下想法。

黄克智看文献

在他的笔记本中，密密麻麻地记满了一些公式推导，后来怕跟不上专业的国际发展形势，黄克智还自学日语与法语。

伴随着改革开放的征程，黄克智不无感慨。他认为能取得优异的成绩，很大程度上要归功于改革开放让学术和思想有了更自由的生长空间。

1978年，黄克智被评为清华大学教授，“我评上教授的时候，刚好年满50岁。很多人认为我老了。其实，我事业上的春天才真正开始！我所有的研究成果和成就，95%都是在此之后完成的。”黄克智说，“这说明了什么？说明改革开放是正确的选择，是我们的黄金时代！”

老骥伏枥永创新

1988年，黄克智完成了《张量分析》与《非线性连续介质力学》两部专著，后来又写出《固体本构关系》，后者再版时改为《高等固体力学》。

《高等固体力学》（来源：京东）

接触到张量分析还是在苏联进修期间，黄克智曾旁听苏联力学家、应用数学家谢多夫院士讲授的“非线性连续介质力学引论”课，谢多夫院士借助张量使复杂的推导变得既清晰又简单，这给黄克智留下了极深的印象。

回国后在北京的一次报告中，报告人也用张量形式把一个几页长的证明过程推导成只有几行的公式，再次加深了黄克智对张量分析的兴趣，便开始系统地学习和整理这些知识，从此便一发不可收拾。

2007年，80岁的黄克智开始研究微纳米尺度力学以及国际最热门的柔性电子元件力学，发表一批高水平的文章。

他说：“科学研究不是固定的，需要与时俱进，我每10年左右都会改变一个研究领域。”

了不起的是，在每一个研究领域中，黄克智都能有卓越的建树，并培养出一批研究型人才。

黄克智在材料的力学行为国际会议上作大会邀请报告

2012年，85岁的黄克智在院士大会上听到国外的水力压裂采油问题时非常兴奋。尽管从未接触过地质，黄克智却敢于接受挑战，他积极争取这个“机会”，并马上组织起队伍，花几个月的时间搜集资料，拜访石油专家，每天攻读文献。

黄克智说：“我必须自己先走一步，才能给年轻的同志闯出路子，他们学起来也更容易，信心更足。”

年逾古稀的黄克智操作计算机

1991年黄克智当选中科院技术科学部学部委员（院士），2003年当选俄罗斯国家科学院外籍院士，2009年获中国力学学会第六届周培源力学奖。当选国务院学位委员会力学评议组组长、国家教委工程力学专业教学指导委员会主任委员、国家教委科学技术委员会委员兼力学学科组组长，这一系列的头衔，不只是荣誉，也体现着他对中国力学发展的贡献。

沉痛悼念并深切缅怀黄克智院士！

来源：综合自清华大学、中国科学家