Готхильф Генрих Людвиг Хаген (3 марта 1797 - 3 февраля 1884) был немецким инженером-строителем , внесшим важный вклад в гидродинамику , гидротехнику и теорию вероятностей .
Готхильф Генрих Людвиг Хаген | |
---|---|
Родившийся | |
Умер | 3 февраля 1884 г. | (86 лет)
Жизнь и работа
Хаген родился в Кенигсберге , Восточная Пруссия ( Калининград , Россия ) в семье Фридриха Людвига Хагена и Элен Шарлотты Альбертин Хаген. [1] Его отец был государственным чиновником, а мать была дочерью Кристиана Реккарда, профессора теологии Кенигсбергского университета , члена консисториального совета и астронома. В средней школе он проявил многообещающие математические способности и продолжил обучение в Кенигсбергском университете, где его дядя Карл Готфрид Хаген был профессором физики и химии . [1]
В 1816 году Хаген начал изучать математику и астрономию с Фридрихом Вильгельмом Бесселя , [2] , но в 1818 году он перешел на изучение гражданского строительства , как он был больше привлекает к прикладным , чем теоретическая науке. [3] Тем не менее, он оставался в тесном контакте с Бесселем на протяжении всей своей жизни. [4] В 1819 году он сдал экзамен на геодезистов (Landvermesserprüfung) и после его окончания устроился младшим инженером (Baukondukteur) на государственную службу. Его основная ответственность заключалась в гидротехнике и управлении водными ресурсами. В 1822 году он сдал в Берлине государственный экзамен на звание мастера-строителя (Baumeister). Он стал известен благодаря своим публикациям о различных гидротехнических сооружениях, которые он посетил во время путешествий по Европе.
В 1824 году он был назначен директором строительства (Baukondukteur) торговым сообществом в Кенигсберге, а в 1825 году он стал заместителем государственного строительного чиновника (stellvertretender Regierungs- und Baurat) в Данциге ( Гданьск ). Год спустя он перешел на должность инспектора по строительству гавани (Hafenbauinspektor) в Пиллау , где он отвечал за строительство гавани и дамбы. [1] Разработанные им методы все еще актуальны для текущего управления портами в регионе. [5]
27 апреля 1827 года он женился на своей племяннице Огюсте Хаген (1806–1884), от которой у него родились две дочери и пять сыновей. [1] Его сын Людвиг Хаген также стал известным инженером-строителем. [4]
В 1830 году Хаген вступил в высшую строительную администрацию (Oberbaudeputation) в Берлине и стал главным инспектором государственного строительства (Oberbaurat) в 1831 году. С 1834 по 1849 год он преподавал в качестве профессора гидротехники в Бауакадемии и Объединенной артиллерийской и инженерной школе в Берлине. Хаген необычно подчеркивал математические и теоретические аспекты гидротехники. В частности, он был заинтересован в использовании вероятностного исчисления для топографической съемки, и этот интерес привел к его вкладу в теорию вероятностей. В письме к Бесселю от 2 августа 1836 г. Хаген представил свою гипотезу об элементарных ошибках и вывел гауссово распределение для ошибок наблюдений. [6] Эта идея получила дальнейшее развитие в книге, опубликованной в 1837 г. Grundzüge der Wahrscheinlichkeitsrechnung mit besonderer Anwendung auf die Operationen der Feldmeßkunst («Основы вероятностного исчисления со специальным приложением к операциям по геодезии»), в которой применялись теория вероятностей и методы наименьших квадратов. построению и исследованию [7] и вывел закон ошибки, который не был основан на аргументах обратной вероятности. [6]
Уравнение Хагена – Пуазейля
В 1839 году Хаген провел тщательные эксперименты с латунными трубками, которые позволили ему обнаружить взаимосвязь между перепадом давления и диаметром трубки в условиях ламинарного течения однородных вязких жидкостей . [8] Хаген наблюдал эмпирическую зависимость степенного закона между падением давления (ΔP) и радиусом (R) трубы, соответствующей ΔP ∝ 1 / R −4,12 , но с учетом возможных ошибок измерения предложил принять значение 4,0. . Эта взаимосвязь была также независимо обнаружена примерно в то же время французским физиком и физиологом Жаном Пуазейлем [9] и поэтому теперь известна как уравнение Хагена – Пуазейля или закон Пуазейля.
В 1849 г. он был назначен советником-экспертом (Sachverständiger) Франкфуртского национального собрания, а в 1850 г. был назначен советником-экспертом (Vortragenden Rat) в министерстве торговли Пруссии .
В 1852 году Хаген опубликовал заметную статью [10], в которой описал и объяснил два фундаментальных аспекта гранулированного материала : насыщение давления глубиной в замкнутой статической гранулированной системе - обычно известный как эффект Янссена ; и динамика гранулированного потока из контейнера - иногда называемая законом Беверлоо - основа теории песочных часов . [11]
Хаген сыграл решающую роль в планировании развития многочисленных немецких рек и гаваней. Адмиралтейство Пруссии назначило его руководить планированием Вильгельмсхафена в 1855 году. Хаген покинул свой пост в Министерстве торговли и стал председателем Комиссии по строительству порта в Нефритовой бухте . Отвергнув проекты двух всемирно известных экспертов, 29 мая 1856 года он предложил свой собственный проект Прусскому Адмиралтейству. Этот дизайн порта отвечал требованиям Прусского Адмиралтейства, но также допускал дальнейшие расширения и дополнения. Проект был утвержден приказом кабинета министров от 25 июня 1856 года. После завершения планирования он вернулся в прусское министерство торговли 12 августа 1856 года. Реализация плана была проведена в следующем десятилетии, и, несмотря на многие изменения, все еще определяет текущую планировку центра города.
В 1863 году Хаген опубликовал энциклопедическое руководство по гидротехнике . Это представляло собой современное состояние защиты побережья и на протяжении десятилетий служило ориентиром для прибрежного строительства в Германии. [12]
В 1866 году Хаген был назначен главным директором (Oberbaudirektor) Департамента гидротехники и председателем (Vorsitzenden) секции общественных работ в Министерстве торговли (Baudeputation).
В 1869 году он был назначен старшим национальным директором по строительству (Oberlandesbaudirektor). Эта роль включала ответственность за крупные водные и портовые работы в Пруссии и других немецких государствах. Он занимал этот пост до выхода на пенсию в 1875 году.
В 1872 г. попал в аварию в командировке и в последующий период не мог ходить. [1] Хаген умер в 1884 году, его могила находится на улице Invalidenfriedhof в Берлине , на улице Шарнхорстштрассе, недалеко от центрального железнодорожного вокзала.
Почести и награды
7 апреля 1842 года Хаген был избран членом Прусской королевской академии наук в Берлине по рекомендации Александра фон Гумбольдта . В 1843 году Хаген получил звание почетного доктора Боннского университета . В 1881 году он стал гражданином Пиллау. 2 мая 1883 года он был награжден золотой медалью за выдающиеся заслуги перед строительной отраслью.
Памятники и мемориалы
После его смерти в Пиллау был построен памятник Хагену . Памятник находится в Балтийске и обслуживается ВМФ России.
Площадь Gotthilf Hagen была открыта в Вильгельмсхафене в 2007 году. На площади была установлена скульптура в честь Gotthilf Hagen. Его создал художник Хартмут Визнер. В 1959 году его именем был назван корабль-лоцманский корабль "Gotthilf Hagen".
Смотрите также
- Уравнение Хагена – Пуазейля
дальнейшее чтение
- Э. Нойман-Редлин фон Мединг: Der Baudirektor Gotthilf Hagen zu Königsberg und Berlin. Zum 200. Geburtstag des Urhebers des Hagen-Poiseuille´schen Gesetzes. В: Königsberger Bürgerbrief 49 (1997), S. 38–41.
- Э. Нойман-Редлин фон Мединг, А. Клеменс: Gotthilf Hagen (1797–1884) - der Reformator der Wasserbaukunst. В: Rudolf Fritsch ua (Hrsg.): Franz Ernst Neumann (1798-1895). Zum 200. Geburtstag des Mathematikers, Physikers und Kristallographen. Verlag Terra Baltica, Калининград / Ludwig-Maximilians-Universität, München 2005, S. 196–219
- Кэтрин М. Олеско , Значение точности: точная чувствительность в Германии начала девятнадцатого века. В: MN Wise (Ed.): The Values of Precision. Princeton University Press, Princeton 1994, S. 103-134.
- Эрнст Оттманн: Gotthilf Hagen: Der Altmeister der Wasserbaukunst . Verlag Wilh. Эрнст и. Зон, Берлин, 1934 г.
- Ральф Шредер (1966), "Hagen, Gotthilf Heinrich Ludwig" , Neue Deutsche Biographie (на немецком языке), 7 , Берлин: Duncker & Humblot, стр. 472; ( полный текст онлайн )
- Ханс-Иоахим Улеманн : Готтильф Хаген (1797-1884) , в: DWhG-Mitteilungen , Nr. 14 апреля 2009 г., Anhang, S. 1–33
Публикации
- Beschreibung neuerer Wasserbauwerke in Deutschland, Frankreich, den Niederlanden und der Schweiz 1826 г.
- Untersuchungen über den Druck und die Reibung des Sandes 1833
- Grundzüge der Wahrscheinlichkeitsrechnung (опубликовано в 3-х изданиях) 1837 г.
- Über die Bewegung des Wassers in engen zylindrischen Röhren 1839
- Handbuch der Wasserbaukunst (3 части) 1841-1863
- Über die Oberfläche der Flüssigkeiten 1845
- Über den Einfluß der Temperatur auf die Bewegung des Wassers in Röhren 1854 г.
- Über Flut und Ebbe in der Ostsee 1857 г.
- Zur Theorie der Meereswellen 1859
- Die neueren Theorien der Bewegung des strömenden Wassers. Über die Bewegung des Wassers в Стрёмен 1868
- Über den Seitendruck der Erde 1871 г.
- Geschwindigkeit des strömenden Wassers в Verschiedenen Tiefen 1883
Рекомендации
- ^ a b c d e Schroeder, Ralph, "Hagen, Gotthilf Heinrich Ludwig" в: New German Biography 7 (1966), p 472 [онлайн-версия]; URL: http://www.deutsche-biographie.de/ppn118719874.html
- ^ де: Готтильф Хаген
- ↑ Экхард М.С. Хитцер. Ранние работы о потоке Хагена-Пуазейля. Mem Fac Eng Fukui Univ 2001; 49 (1): 45
- ^ a b Вилли Хагер, Гидравлики в Европе 1800-2000, Том 2, CRC Press, 21 марта 2014 г.
- ^ Aromskis, Римас. Воздействие портовых молов и подходных каналов на прибрежную зону Юго-Восточной Балтики Geografija 2007; 43 (1): 12–20.
- ^ а б Ханс Фишер (8 октября 2010 г.). История центральной предельной теоремы: от классической к современной теории вероятностей . Springer Science & Business Media. ISBN 978-0-387-87857-7.
- ^ Олеско, Кэтрин М. (1994). «Значение точности: точная чувствительность в Германии начала девятнадцатого века» . Значение точности . Издательство Принстонского университета. ISBN 0-691-01601-1.
- ^ Хаген, Г. (1839). "Ueber die Bewegung des Wassers in engen cylindrischen Röhren" . Annalen der Physik und Chemie . 122 (3): 423–442. Bibcode : 1839AnP ... 122..423H . DOI : 10.1002 / andp.18391220304 . ISSN 0003-3804 .
- ^ Сутера, ИП; Скалак, Р. (1993). «История закона Пуазейля» . Ежегодный обзор гидромеханики . 25 (1): 1–20. Bibcode : 1993AnRFM..25 .... 1S . DOI : 10.1146 / annurev.fl.25.010193.000245 . ISSN 0066-4189 .
- ^ GHL Hagen, Bericht ̈uber die zur Bekanntmachung geeigneten Verhandlungen der Koniglich Preussischen Akademie der Wissenschaften zu Berlin. 1852: 35–42.
- ^ Tighe, Brian P .; Сперл, Маттиас (2007). «Давление и движение сухого песка: перевод статьи Хагена 1852 года». Гранулированное вещество . 9 (3–4): 141–144. arXiv : физика / 0610201 . DOI : 10.1007 / s10035-006-0027-х . ISSN 1434-5021 . S2CID 16398110 .
- ^ Николас К. Краус (1 января 1996 г.). История и наследие прибрежной инженерии . Публикации ASCE. ISBN 978-0-7844-7414-3.