程耿东

    程耿东,工程力学家,1941年9月出生,江苏苏州人。1964年毕业于北京大学数学力学系,1968年大连工学院研究生毕业,1980年10月获丹麦技术大学博士学位。1999及2000年分别荣获丹麦阿尔堡大学及比利时列日大学的名誉博士学位。1985~1995年担任大连理工大学副校长,1995年起担任大连理工大学校长。1995年当选为中国科学院院士。现任国际结构和多学科优化协会副主席,国际理论和应用力学协会大会委员会委员,第五届中国科学院主席团成员,中国力学学会副理事长,中国科学院技术科学部副主任,大连市科协主席,辽宁省科协副主席。历任第九届、第十届全国人大代表。著有论文180篇、著作三部、译著二部,是《工程优化》、《结构优化》、《计算机与结构》等四个国际期刊及《力学学报》、《计算力学学报》等八个国内期刊编委。
    程耿东院士长期致力于计算力学和工程力学的教学和研究工作,特别对结构优化的基本理论有系统深入的研究,完成了若干有重要理论价值的工作,其成果被公认为对迅速发展的结构拓扑设计均匀化方法具有奠基性意义,对近代布局理论发展起了关键作用。同时他也重视计算力学为工程服务的软件开发及应用,不断开拓新的研究方向。
    20世纪70年代在钟万勰教授指导下研究结构分析的群论方法并成功地应用于水塔支架分析,利用只有8K内存的计算机完成了一批标准设计。开发了用于研究汽轮机基础强迫振动的计算机程序,被纳入国家动力机器基础规范。上述成果至今一直在有关部门应用。他参与研制了可以处理多设计变量、多工况、多约束的结构优化程序DDDU,并与同行深入讨论了各种优化方法的关系。
    20世纪80年代初,程耿东院士在关于弹性实心薄板在体积约束下整体柔顺性极小化的研究中,首次指出传统解法中所出现的计算结果的网格相关性实际上是由于设计变量的允许空间不封闭所造成的,他通过在结构优化模型中引入微结构的概念,成功地将设计空间加以封闭,从而使得优化问题的正则性得到了恢复。程耿东院士的这一工作,纠正了前人的错误,其基本思想引发了从80年代中期迅速发展的连续体拓扑优化的均匀化方法,为现代结构布局优化理论的建立提供了极为重要的启示,被公认为是结构拓扑优化领域的开创性工作(Pioneering Work)。著名结构优化权威结构拓扑优化均匀化方法的创始人,丹麦技术大学数学系的Martin Bendsoe教授在其学术专著中特别指出所谓均匀化方法正是程耿东有关实心弹性薄板优化设计方法的自然推广。程耿东院士的这项工作不仅在结构优化界引起了巨大反响,其所蕴含的深刻理论背景同时也为应用数学工作者所强烈关注,并由此引发了他们对于优化问题正则性研究的浓厚兴趣。程耿东院士的上述工作自发表以来,曾被力学数学工作者在国际权威学术刊物上引用多达300多次,至今仍然被相关领域的研究者所多次提及。
    程耿东院士还发展了结构优化灵敏度分析的半解析法并对其误差进行了深入分析。程耿东院士所提出的灵敏度分析半解析方法,解决了大型优化设计软件开发的关键性问题,并为众多大型商业化软件所采用。程耿东院士首次明确指出:对于板梁类细长构件半解析灵敏度分析方法所产生的与网格相关的数值误差是由于未能正确处理单元的刚体位移所导致的。这一论断对于最终圆满解决这一难题提供了至为重要的启示。
    20世纪90年代开始,程耿东院士对于结构拓扑优化问题中的奇异性现象进行了深入的研究。重新讨论了奇异性问题的本质,并且首次正确给出了引起奇异最优解产生的根本原因。在正确认识奇异最优解本质特性的基础上,提出了处理结构拓扑优化奇异性问题的Epsilon-放松算法。有关奇异最优解产生原因的工作澄清了长期以来存在的对于奇异最优解的误解,纠正了以往研究工作中存在的错误,被国外同行评价为“是这一研究领域内的一个重要进展”并且“为解决奇异最优解给拓扑优化所带来的困难指明了方向”。所提出的Epsilon-放松算法以及延拓、外推技术在有关奇异最优解问题的求解上具有独创性,是有关奇异最优解研究领域内具有国际领先水平的工作。相关的研究成果已经被国内外同行在公开发表的论文中多次引用,并且引起了一些应用数学工作者的浓厚兴趣。著名结构优化权威,国际结构与多学科优化协会创始人,国际杂志结构与多学科优化主编Rozvany对此给予高度评价,指出:Epsilon-放松算法及其系列工作对于奇异最优解问题的研究是“非常重要(are of outstanding importance)”而且“具有里程碑意义的工作(milestone contribution)”。
    程耿东院士曾被邀在国际理论和应用力学第19次大会上作45分钟报告,其主要内容为实心弹性薄板优化和奇异最优解。我国历年来在该大会上作45分钟报告的学者还有已故中科院院士王仁。
程耿东院士不断注重开拓新的研究方向,并注重为国家重大工程建设服务。从20世纪90年代中期开始,程耿东院士在国内就较早开始了基于性能的抗震设计方面的研究,主持了国家自然科学基金“八五”重大项目“城市与工程减灾基础研究”和“九五”重大项目“大型复杂结构体系的关键科学问题和设计理论”的有关专题研究工作。把结构优化设计理论、可靠度分析与基于性能的抗震设计研究结合起来,着重研究了实施基于性能的结构抗震设计理论时遇到的一系列问题,开展了结构可靠度分析及基于可靠度的优化设计算法研究。
    在程耿东院士指导下,四十多名学生完成了硕士或博士学位,他们中有的成为大学校长,有的入选教育部长江学者特聘教授、中科院百人计划。
    程耿东院士曾获国家自然科学奖二等奖,国家科技进步奖三等奖,国家教委科技进步奖一等奖和二等奖,教育部提名国家自然科学奖一等奖,高等教育国家级教学成果奖一等奖,光华科技基金奖二等奖, IET教育基金“大学校长奖”等多项奖励。

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