Людвиг Прандтль - Ludwig Prandtl

Людвиг Прандтль
Прандтль портрет.jpg
Людвиг Прандтль
Родившийся(1875-02-04)4 февраля 1875 г.
Фрайзинг, Верхняя Бавария, Германская Империя
Умер15 августа 1953 г.(1953-08-15) (78 лет)
Гёттинген, Западная Германия
НациональностьНемецкий
Альма-матерТехнический университет Мюнхена, RWTH Ахен
ИзвестенПограничный слой
Теория длины смешения
Теория подъемной линии
Мембранная аналогия
Состояние Прандтля
Число Прандтля
Вентилятор расширения Прандтля – Мейера
Функция Прандтля – Мейера
Теорема Прандтля-Бэтчелора
Преобразование Прандтля – Глауэрта
Особенность Прандтля – Глауэрта.
Модель Прандтля – Томлинсона
НаградыПремия Мемориала Аккермана – Тойбнера (1918)
Медаль Даниэля Гуггенхайма (1930)
Медаль Вильгельма Экснера 1951
Научная карьера
ПоляАэродинамика
УчрежденияГеттингенский университет,
Технический университет Ганновера
ТезисЯвление наклона, случай неустойчивого упругого баланса (1899)
ДокторантАвгуст Фёппл
ДокторантыАкерет, Блазиус, Busemann, Munk, Никурадсе, Польхаузен, Schlichting, Титдженс, Tollmien, фон Карман, Тимошенко, Vâlcovici, Вишну Мадав Гхатаге и многие другие (всего 85).

Людвиг Прандтль (4 февраля 1875 - 15 августа 1953)[1] был Немецкий специалист по гидродинамике, физик и аэрокосмический ученый. Он был пионером в разработке строгого систематического математического анализа, который он использовал в качестве основы науки аэродинамика, которые легли в основу прикладной науки авиационная техника.[2] В 1920-х годах он разработал математическую основу фундаментальных принципов дозвуковой в частности аэродинамика; и вообще до включительно трансзвуковой скорости. Его исследования выявили пограничный слой, тонкие профили и теории подъемных линий. В Число Прандтля был назван в его честь.

Ранние годы

Прандтль родился в Фрайзинг, возле Мюнхен в 1875 году. Его мать страдала от продолжительной болезни, и в результате Людвиг проводил больше времени со своим отцом, профессором инженерных наук. Его отец также побуждал его наблюдать за природой и думать о своих наблюдениях.

Он вошел в Высшая техническая школа Мюнхена в 1894 г. и получил степень доктора философии. под руководством профессора Августа Фоппля за шесть лет.[3] Его работа в Мюнхене заключалась в механике твердого тела, и его первая работа была инженером, проектирующим заводское оборудование. Там он вошел в поле механика жидкости где ему пришлось сконструировать всасывающее устройство. Проведя несколько экспериментов, он придумал новое устройство, которое работало хорошо и потребляло меньше энергии, чем то, которое оно заменило.

Спустя годы

В 1901 году Прандтль стал профессором механики жидкости в технической школе в Ганновере, позже в Техническом университете Ганновера, а теперь Ганноверский университет. Именно здесь он разработал многие из своих самых важных теорий. 8 августаth В 1904 году он представил новаторскую работу, Über Flüssigkeitsbewegung bei sehr kleiner Reibung (О движении жидкостей при очень малом трении), на Третьем Международном математическом конгрессе в г. Гейдельберг[4][5][6]. В этой статье он описал пограничный слой и его важность для тащить и рационализация. В документе также описывается разделение потока в результате пограничного слоя, четко объясняя концепцию ларек в первый раз. Некоторые из его учеников пытались закрытая форма решения, но не удалось, и, в конце концов, приближение, содержащееся в его оригинальной статье, остается широко распространенным.

Эффект от газеты был настолько велик, что Прандтль стал директором Институт технической физики на Геттингенский университет позже в том же году. В течение следующих десятилетий он превратил его в электростанцию ​​аэродинамики, ведущую мир до конца прошлого века. Вторая Мировая Война. В 1925 году университет выделил свое исследовательское подразделение, чтобы создать Институт Кайзера Вильгельма по исследованию потоков (теперь Институт динамики и самоорганизации Макса Планка ).

Следуя предыдущим указаниям Фредерик Ланчестер с 1902 по 1907 год Прандтль работал с Альберт Бец и Макс Мунк по проблеме полезного математического инструмента для исследования подъемной силы с крыльев "реального мира". Результаты были опубликованы в 1918–1919 гг., Известные как Теория крыла Ланчестера-Прандтля. Он также сделал особые дополнения к изучению изогнутой формы. профили, как на Первая Мировая Война самолет, и опубликовал упрощенный теория тонкого профиля для этих конструкций. Эта работа привела к осознанию того, что на любом крыле конечной длины влияние законцовки крыла становится очень важным для общих характеристик и характеристик крыла. Значительная работа была включена в природу индуцированное сопротивление и кончик крыла вихри, которые ранее игнорировались. Прандтль показал, что эллиптическое распределение подъемной силы по размаху является наиболее эффективным, обеспечивая минимальное индуцированное сопротивление для данного пролета. Эти инструменты позволили авиаконструкторам провести значимые теоретические исследования своих самолетов до того, как они будут построены.

Людвиг Прандтль 1904 со своим испытательным каналом для жидкости

Позже Прандтль расширил свою теорию, чтобы описать колоколообразное распределение подъемной силы, полученное промыванием законцовок крыла до получения отрицательной подъемной силы, что давало минимальное индуцированное сопротивление для любого заданного веса самолета, также предполагая, что неблагоприятным силам рыскания можно противодействовать только аэродинамика законцовки крыла, но эту новую теорию в значительной степени проигнорировали. В 21 веке американский инженер Эл Бауэрс подтвердил идею, назвав свое экспериментальное крыло PRANDTL-D.[7]

Прандтль и его ученик Теодор Мейер разработал первые теории сверхзвуковой ударные волны и течь в 1908 году. Поклонники расширения Прандтля-Мейера разрешено строительство сверхзвуковые аэродинамические трубы. У него было мало времени для дальнейшей работы над проблемой до 1920-х годов, когда он работал с Адольф Буземанн и разработал метод создания сверхзвукового сопла в 1929 году. Сегодня все сверхзвуковые аэродинамические трубы и ракетные сопла проектируются с использованием одного и того же метода. Полное развитие сверхзвуковых технологий должно было бы дождаться работы Теодор фон Карман, ученик Прандтля в Геттингене.

В 1922 г. Прандтль вместе с Рихард фон Мизес, основал ГАММ (Международная ассоциация прикладной математики и механики).[8] и был ее председателем с 1922 по 1933 год. До 1945 года он также тесно сотрудничал с RLM.

В другой работе изучалась проблема сжимаемость на высоких дозвуковых скоростях, известных как Поправка Прандтля-Глауэрта. Это стало очень полезным во время Второй мировой войны, когда самолеты впервые начали приближаться к сверхзвуковой скорости. Он также работал над метеорология, пластичность и строительная механика.

Прандтль и третий рейх

После Гитлер прихода к власти и создание Третий рейх Прандтль продолжал свою роль директора Общества кайзера Вильгельма. В этот период нацистское министерство авиации во главе с Герман Геринг, часто использовал международную репутацию Прандтля как ученого для продвижения научных интересов Германии. Прандтль, похоже, с радостью служил послом нацистского режима, написав в 1937 году письмо одному из NACA представитель «Я считаю, что фашизм в Италии и национал-социализм в Германии представляют собой очень хорошие истоки нового мышления и экономики». Поддержка режима Прандтлем очевидна в его письмах к Г. И. Тейлор и его жена в 1938 и 1939 годах. Ссылаясь на отношение нацистской Германии к евреям, Прандтль писал: «Борьба, которую Германии, к сожалению, пришлось вести против евреев, была необходима для ее самосохранения». Прандтль также утверждал, что «если будет война, вина за то, что она вызвана политическими мерами, на этот раз однозначно на стороне Англии».[9]

Публикации

  • Пауль Питер Эвальд, Теодор Пёшль, Людвиг Прандтль; авторизованный перевод Дж. Дугалл и W.M. Деканы Физика твердых тел и жидкостей: с последними достижениями Блэки и сын (1930).
  • Титдженс, Оскар Карл Густав; Прандтль, Людвиг (1957). Основы гидро- и аэромеханики. Курьерская корпорация. ISBN  978-0-486-60374-2.CS1 maint: ref = harv (связь)
  • Прандтль, Людвиг (1952). Основы гидродинамики: с приложениями к гидравлике, аэронавтике, метеорологии и другим предметам. Хафнер.CS1 maint: ref = harv (связь)

Смерть и потом

Геттинген, Городское кладбище: могила Людвига Прандтля.

Прандтль работал в Гёттинген пока он не умер 15 августа 1953 года. Его работа в динамика жидкостей все еще используется сегодня во многих областях аэродинамика и химическая инженерия. Его часто называют отцом современной аэродинамики.

Кратер Прандтль на дальняя сторона из Луна назван в его честь.

В Людвиг-Прандтль-Ринг присуждается Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt в его честь за выдающийся вклад в области аэрокосмической техники.

В 1992 году Прандтль был введен в должность Международный зал авиационной и космической славы на Музей авиации и космонавтики Сан-Диего.[10]

Известные студенты

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Буземанн, А. (1960). "Людвиг Прандтль. 1875-1953". Биографические воспоминания членов Королевского общества. 5: 193–205. Дои:10.1098 / rsbm.1960.0015.
  2. ^ Эккерт, Майкл (2006). «Начало механики жидкости в Геттингене, 1904–14». Рассвет гидродинамики: дисциплина между наукой и техникой. Вайнхайм: Wiley-VCH. С. 31–56. ISBN  3-527-40513-5.
  3. ^ Йоханна Фогель-Прандтль. "Людвиг Прандтль" (PDF). Дэвид А. Тигвелл (пер.). Universitätsverlag Göttingen, Германия, 2014.
  4. ^ Толлмин, Уолтер; Шлихтинг, Германн; Гёртлер, Генри; Riegels, F. W. (1961), Tollmien, Walter; Шлихтинг, Германн; Гёртлер, Генри; Ригельс, Ф. В. (ред.), "Über Flüssigkeitsbewegung bei sehr kleiner Reibung", Людвиг Прандтль Гезаммельте Абхандлунген: zur angewandten Mechanik, Hydro- und Aerodynamik (на немецком языке), Springer Berlin Heidelberg, стр. 575–584, Дои:10.1007/978-3-662-11836-8_43, ISBN  9783662118368
  5. ^ Андерсон, Джон Д. (2005). "Пограничный слой Людвига Прандтля". Физика сегодня. 58 (12): 42–48. Bibcode:2005ФТ .... 58л..42А. Дои:10.1063/1.2169443. ISSN  0031-9228.
  6. ^ Симпозиум IUTAM "Сто лет исследований пограничного слоя": материалы симпозиума IUTAM, проходившего в DLR-Göttingen, Германия, 12-14 августа 2004 г.. Международный союз теоретической и прикладной механики. Дордрехт: Спрингер. 2006 г. ISBN  1402041497. OCLC  122941795.CS1 maint: другие (связь)
  7. ^ "AMA Expo показывает Эл Бауэрс Драйдена, крыло Прандтля". НАСА. 7 января 2014 г.. Получено 2016-05-27. Прандтль
  8. ^ "GESELLSCHAFT für ANGEWANDTE MATHMATIK und MECHANIK". Получено 2018-10-21.
  9. ^ Экерт, Майкл (2006). Рассвет гидродинамики: дисциплина между наукой и техникой. Вайнхайм: Wiley-VCH. ISBN  3-527-40513-5.CS1 maint: ref = harv (связь)
  10. ^ Спрекельмейер, Линда, изд. (2006). Мы чтим: Международный зал аэрокосмической славы. Сан-Диего: Donning Co. ISBN  978-1-57864-397-4.

внешняя ссылка

Академические офисы
Новое название Директор аэродинамической лаборатории
Геттингенский университет
1904–1936		Преемник
Альберт Бец