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早期流体力学的研究

丹尼尔·伯努利,数学、物理学、医学家,1700年2月8日生于荷兰格罗宁根;1782年3月27日卒于瑞士巴塞尔。他是的伯努利家族最出色的一位,研究领域极为广泛,几乎涉及到当时的数学和物理学的研究前沿的问题都有所研究,他被推崇为数学物理方法的奠基人。他1726年出的伯努利方程对数学影响深远。

伯努利方程被认为是流体的机械能守恒定律,即“动能+重力势能+压力势能=常数”,在航空、航海中利用广泛。

丹尼尔·伯努利是早期的流体力学之父。

中期流体力学的研究

法国物理学家和工程师纳维,他建立了流体平衡和运动的基本方程,英国力学家、数学家斯托克斯,建立了粘性流体运动的基本方程组,他们两人的方程叫做N-S方程。 1858年德国物理学家、生理学家亥姆霍兹提出了“亥姆霍兹涡量定理”,1869年爱尔兰数学家、物理学家、工程师开尔文发现“开尔文环量定理”即“开尔文-亥姆霍兹定理”,很多重要流体现象都可以用此定理来解释。

1883年英国力学家、物理学家和工程师雷诺用实验证实了粘性流体的层流和紊流两种流态,并找到了雷诺数(实验研究粘性流体流动规律的相似准则数),同时提出雷诺平均N-S方程,该方程至今还是湍流计算中的主要数学模型。

19世纪的科学家们,对流体力学的研究,使流体力学得到了很好的发展。

纳维-斯托克斯可以算作是中期的流体力学之父。

二十世纪流体力学

德国哥廷根学派创立人、德国物理学家、哥廷根大学教授、近代力学奠基人之一的普朗特将“水力学”和“水动力学”联系起来进行研究,因此,普朗特也被成为“现代流体力学之父”。中国第一个空气动力学专业奠基人陆士嘉教授即是普朗特的学生。

钱学森先生的导师——冯·卡门提出了“卡门涡街”理论,建立了“湍流”概念以及“可压缩空气动力学理论体系”,超声速的到来,也与冯·卡门息息相关。

英国人泰勒对大气湍流进行了研究,同时对原子弹爆炸的自模拟理论进行了研究,发现了失稳条件,指出了液滴中的里的作用等。

通过20世纪的科学家们研究,流体力学得到了很大的应用。

提出边界层理论的普朗特,可以算作是近代的流体力学之父。

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