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如何提高教師的人文素養和科學素養 誰是著名流體學家

克勞德.路易.納維(Claude Louis Navier,1785年2月10日-1836年8月21日)是法國工程師和物理學家,特別對力學理論有很大貢獻。流體力學中的納維-斯托克斯(Navier-Stokes)方程,簡寫為N-S方程,就用他和斯托克斯的名字命名的。

1793年,納維的父親去世後,他的媽媽就把他的教育委托給他在法國道橋公司擔任工程師的叔叔埃米蘭.高特(Emiland Gothey)。1802年,納維考入伊克萊理工學院(?cole polytechnique)。1804年,納維轉入法國國立道橋學院(?cole Nationale des Ponts et Chaussées)繼續大學學業。1806年,納維在國立道橋學院畢業。最後,他接替叔叔的職位擔任了法國道橋公司的總監,負責建設了舒瓦西(choisy)的大橋和巴黎的壹座步行橋。1824年,納維進入法國科學院。1830年,納維成為法國國立道橋學院的教授。第二年接替奧古斯汀.路易.柯西,成為伊克萊理工學院“微積分與力學”教授。

納維首次建立了可以用於工程實際的彈性理論的數學表達形式,第壹次將這套理論用於建築並達到足夠的精度。1819年,納維定義了應力零線,並最終修正了伽利略的錯誤結果。1826年,他提出彈性模量概念,並將它當作獨立於二階面矩的材料性質。由於這些貢獻,納維通常被認為是現代結構分析的奠基人。

納維的最大貢獻當然還是N-S方程,流體力學的基本方程。

喬治.加布裏埃爾.斯托克斯爵士(Sir George Gabriel Stokes)出生於1819年8月13日,卒於1903年2月1日。斯托克斯是數學家和物理學家,在劍橋大學工作期間,對流體力學(N-S方程)、光學和數學物理(斯托克斯公式)做出重要貢獻。他曾經先後擔任過英國皇家學會秘書、主席。

他出生在新教徒家庭,父親是愛爾蘭斯萊戈郡Skreen教區牧師Reverend Gabriel Stokes。先後於Skreen、都柏林、布裏斯托爾就讀,1837年考入劍橋大學彭布羅克學院。四年後以最高分畢業,並獲得史密斯獎。

1849年獲盧卡斯數學教授席位,1854年出任皇家學會秘書,1885–1890年期間出任會長。1889年被封為從男爵。1899年6月1日,他任盧卡斯教授50周年,劍橋大學舉行了盛大慶祝會,校監向他頒發金牌。

斯托克斯在科學上最著名的貢獻是納維爾-斯托克斯方程(Navier-Stokes方程)和微積分中的斯托克斯公式,其次他還在光學理論方面有所貢獻,熒光現象中的斯托克斯偏移也是以他的名字命名的。

奧斯本.雷諾於1842年8月23日出生於愛爾蘭的貝爾法斯特,出生後不久既隨父母遷居至Dedham鎮。雷諾的父親是壹所學校的校長,並兼任當地的牧師。雷諾的父親還是壹個對力學非常感興趣的數學家,曾經獲得多項農業機械方面的專利。雷諾的許多知識來源於他的父親。1867年,雷諾從劍橋大學畢業,並在數學方面獲得很高的獎勵。1868年,雷諾在曼徹斯特的歐文學院獲得工學教授壹職,成為英國歷史上第壹批工學教授。這個教席是由曼徹斯特工業界創立並資助,同時他們促成25歲的雷諾成為這個教席的首批教授。

雷諾喜歡力學並在這方面有些“早熟”。在不到20歲還沒有上大學的時候,雷諾就在壹家叫愛德華.海斯的造船企業中當學徒。在此期間他學到了海輪的制造和裝配知識,這些知識是他早期獲得的關於流體力學的知識。從劍橋畢業後,雷諾又在倫敦的壹家負責汙水處理系統的公司中找到壹份工程師的工作。雷諾在劍橋學習期間就發現數學對於力學的重要性,並因此選修了很多數學課。雷諾在歐文學院壹直工作到退休。歐文學院在1880年時改名為曼徹斯特大學。1877年,雷諾被選為皇家學會會員。1888年,雷諾獲得皇家獎章。1905年,雷諾退休。

雷諾最有名的工作就是對管流從層流轉捩到湍流的流動條件的研究。在這項研究中得出壹個無量綱的動力相似準則,即慣性力與粘性力之比。雷諾的另壹個貢獻是用時間平均方法將湍流看作時均場與脈動場的疊加,由此得到的雷諾平均NS方程,至今還是湍流計算中的主要數學模型。

雷諾壹生發表過70篇學術報告。在雷諾晚年的時候,這些報告被整理成三卷本的合集。這些報告涉獵的範圍包括流體力學、熱力學、分子動力學、水汽冷凝、船用螺旋推進器、船用渦輪推進器、水力剎車、水力潤滑以及用於測定熱功當量的實驗儀器等。1903年時,雷諾出版了壹部名為《宇宙的亞層力學》的書。在這部書中,雷諾聲稱整個空間是由非常小的球體填充而成的。至今也沒有人能完全明白這本書的內容。

路德維奇.普朗特(Ludwig Prandtl)1875年2月4日出生於德國的弗萊辛(Freising),1953年8月15日卒於哥廷根。普朗特是現代力學的奠基人之壹,他創立了邊界層理論、薄翼理論、升力線理論,研究了超聲速流動,提出普朗特-葛勞渥法則,並與他的學生梅耶(Meyer)壹起研究了膨脹波現象(普朗特-梅耶流動),並首次提出超聲速噴管設計方法。普朗特的開創性工作,將19世紀末期的水力學和水動力學研究統壹起來,被稱為“現代流體力學之父”。除了了在流體力學中的研究工作,還培養了很多著名科學家,其中包括馮.卡門、梅耶等著名流體力學家,對我國流體力學研究做出奠基工作的陸士嘉教授也曾是普朗特的學生。

普朗特的母親常年患病,因此普朗特的少年時期更多的時間是與父親壹起度過的。普朗特的父親是個工學教授,與父親在壹起的生活經歷使普朗特養成了觀察自然、仔細體味的習慣。1894年普朗特進入慕尼黑技術學院(Technische Hochschule Munich)學習,6年後獲得博士學位(Ph.D.)。普朗特在慕尼黑的主要工作是在固體力學範疇內,主要是設計壹種工廠中使用的設備。在那裏他第壹次介入流體力學領域——當時他要設計壹種吸出裝置,在經過壹系列試驗對比後,他設計出壹種流量更高、能耗更小的裝置。

1901年,普朗特成為漢諾威技術學校(Technical School in Hannover,即現在的漢諾威技術大學,Technical University Hannover)的流體力學教授。在這所學校,普朗特完成了他幾項著名的工作。1904年,普朗特完成他最著名的壹篇論文——《非常小摩擦下的流體流動》。在這篇論文中,普朗特首次描述了邊界層及其在減阻和流線型設計中的應用,描述了邊界層分離,並提出失速概念。後來普朗特的幾個學生曾經試圖給邊界層方程找到封閉形式的解,但都沒有成功。普朗特原始論文中的近似解於是得到廣泛應用。

普朗特的論文引起數學家克萊因的關註,克萊因因此舉薦普朗特成為哥廷根大學技術物理學院主任。在隨後的幾十年中,普朗特將這所學院發展成為空氣動力學理論的推進器,在這個學科中領先世界直到二戰結束。1925年從這個學院中分離出凱撒.威爾海姆(Kaiser Wilhelm)流動研究所(即現在的Max Planck動力學與自組織研究所)。

1902-07年間,普朗特曾經跟隨弗雷德裏克.蘭開斯特(Friedricks Lanchester),與阿爾伯特.貝茨(Albert Betz)和麥克斯.芒克(Max Munk)壹道,為研究真實機翼的升力問題尋找有用的數學工具。相關的工作在1918-19年間發表,此即“蘭開斯特-普朗特機翼理論”。後來普朗特還專門研究了帶彎度翼型的氣動問題,並提出簡化的薄翼理論。這項工作使人們認識到對於有限翼展機翼,翼尖效應對機翼整體性能的重要性。這項工作的主要貢獻在於指出翼尖渦和誘導阻力的本性,這個問題在很長時期內壹直沒有得到重視。在這些理論的指導下,飛機設計師們第壹次可以在飛機被制造出來之前就能了解其基本性能。

1908年,普朗特與他的學生西奧多.梅耶(Theodor Meyer)提出第壹個關於超聲速激波流動的理論,普朗特-梅耶膨脹波理論成為超聲速風洞設計的理論基礎。此後他壹直沒有時間在這個問題上繼續研究下去,直到1929年他和阿道夫.布斯曼(Adolf Busemann)壹起提出壹種超聲速噴管的設計方法。直到今天,所有超聲速風洞和火箭噴管的設計仍然采用普朗特的方法。關於超聲速流動的完整理論最後由普朗特的學生西奧多.馮.卡門(Theodore Von Karman)完成。

1922年,普朗特與理查德.馮.米塞斯(Richard Von Mises)壹起創建GAMM-國際應用數學與力學學會,並在1922年至33年期間擔任主席。1933年希特勒上臺後,普朗特默許了對猶太同事的開除,並為保持德國在國際科學界的地位進行了大量宣傳活動。在二戰前和二戰期間,普朗特與格林的帝國空軍部(Reich's Air Ministry)有密切的合作關系。

普朗特還對可壓縮性問題進行了研究,提出普朗特-葛勞渥修正公式。在二戰期間,當飛機飛行速度接近聲速時,這個公式發揮了重要作用。普朗特在流變學、彈性力學和結構力學方面也有諸多貢獻。

普朗特做過很多天真的事。比如在他34歲的時候他決定結婚,於是他就跑到他的老師奧古斯特.福波(August Foppl)教授那裏,請教授把女兒嫁給他,但是又不說是哪個女兒。福波教授和夫人經過緊急討論並做出聰明決定——讓大女兒嫁給普朗特。事實證明,這個決定無比正確——普朗特和夫人***同度過了幸福愉快的壹生。

1911年12月11日生,浙江杭州人,1959年8月加入中國***產黨,博士學位。

1929年至1934年在上海交通大學機械工程系學習,畢業後報考清華大學留美公費生,錄取後在杭州筧橋飛機場實習。1935年至1939年在美國麻省理工學院航空工程系學習,獲碩士學位。1936年至1939年在美國加州理工學院航空與數學系學習,獲博士學位。1939年至1943年任美國加州理工學院航空系研究員。1943年至1945年任美國加州理工學院航空系助理教授(其間:1940年至1945年為四川成都航空研究所通信研究員)。1945年至1946年任美國加州理工學院航空系副教授。1946年至1949年任美國麻省理工學院航空系副教授、空氣動力學教授。1949年至1955年任美國加州理工學院噴氣推進中心主任、教授。

1955年回國。1955年至1964年任中國科學院力學研究所所長、研究員,國防部第五研究院院長。1965年至1970年任第七機械工業部副部長。1970年至1982年任國防科工委科學技術委員會副主任,中國科協副主席。還歷任中國自動化學會第壹、二屆理事長,中國宇航學會、中國力學學會、中國系統工程學會名譽會長,中科院主席團執行主任、數學物理學部委員。1986年至1991年5月任中國科協第三屆全委會主席。1991年5月在中國科協第四次全國代表大會上當選為科協名譽主席。1992年4月被聘為中科院學部主席團名譽主席。1994年6月當選為中國工程院院士。

是中***第九至十二屆中央候補委員,第六、七、八屆全國政協副主席。

是中國航天科技事業的先驅和傑出代表,被譽為“中國航天之父”和“火箭之王”。在美學習研究期間,與他人合作完成的《遠程火箭的評論與初步分析》,奠定了地地導彈和探空火箭的理論基礎;與他人壹起提出的高超音速流動理論,為空氣動力學的發展奠定了基礎。1956年初,向中***中央、國務院提出《建立我國國防航空工業的意見書》。同年,國務院、中央軍委根據他的建議,成立了導彈、航空科學研究的領導機構——航空工業委員會,並被任命為委員。1956年,受命組建中國第壹個火箭、導彈研究所——國防部第五研究院並擔任首任院長。他主持完成了“噴氣和火箭技術的建立”規劃,參與了近程導彈、中近程導彈和中國第壹顆人造地球衛星的研制,直接領導了用中近程導彈運載原子彈“兩彈結合”試驗,參與制定了中國近程導彈運載原子彈“兩彈結合”試驗,參與制定了中國第壹個星際航空的發展規劃,發展建立了工程控制論和系統學等。在空氣動力學、航空工程、噴氣推進、工程控制論、物理力學等技術科學領域作出了開創性貢獻。是中國近代力學和系統工程理論與應用研究的奠基人和倡導人。

1957年獲中國科學院自然科學壹等獎。1979年獲美國加州理工學院傑出校友獎。1985年獲國家科技進步特等獎。1989年獲 “小羅克韋爾獎章”、“世界級科技與工程名人”獎和國際理工研究所名譽成員稱號。1991年10月獲國務院、中央軍委授予的“國家傑出貢獻科學家”榮譽稱號和壹級英雄模範獎章。1995年1月獲“1994年度何梁何利基金優秀獎”。1999年,中***中央、國務院、中央軍委決定,授予他“兩彈壹星功勛獎章”。 2006年10月獲“中國航天事業50年最高榮譽獎” 。

著有《工程控制論》、《論系統工程》、《星際航行概論》等。

2009年9月10日,在中央宣傳部、中央組織部、中央統戰部、中央文獻研究室、中央黨史研究室、民政部、人力資源社會保障部、全國總工會、***青團中央、全國婦聯、解放軍總政治部等11個部門聯合組織的“100位為新中國成立作出突出貢獻的英雄模範人物和100位新中國成立以來感動中國人物”評選活動中,錢學森被評為“100位新中國成立以來感動中國人物”。

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