Людвиг Прандтль | |
|---|---|
 Людвиг Прандтль | |
| Родившийся | 4 февраля 1875 г. |
| Умер | 15 августа 1953 г. (78 лет) |
| Национальность | Немецкий |
| Альма-матер | Технический университет Мюнхена , RWTH Aachen |
| Известен | Пограничный слой Теория длины смешения Теория линии подъема Мембранная аналогия Условие Прандтля Число Прандтля Веер разложения Прандтля – Мейера Функция Прандтля – Бэтчелора Преобразование Прандтля – Глауэрта Особенность Прандтля – Глауэрта Модель Прандтля – Томлинсона |
| Награды | Премия Мемориала Аккермана – Тойбнера (1918 г.) Медаль Даниэля Гуггенхайма (1930 г.) Медаль Вильгельма Экснера 1951 г. |
| Научная карьера | |
| Поля | Аэродинамика |
| Учреждения | Университет Геттингена , Технический Университет Ганновера |
| Тезис | Явления наклона, случай неустойчивого упругого баланса (1899) |
| Докторант | Август Фёппл |
| Докторанты | Ackeret , Блазиус , Буземан , Мунка , Никурадзе , Польгаузен, Шлихтинг , Титдженс, Толлмина , Кармана , Тимошенко , Vâlcovici , Вична Madav Ghatage и многие другие (85) в общей сложности. |
Людвиг Прандтль (4 февраля 1875 - 15 августа 1953) [1] был немецким специалистом по гидродинамике, физиком и аэрокосмическим ученым. Он был пионером в разработке строгого систематического математического анализа, который он использовал в качестве основы науки аэродинамики , которая стала основой прикладной науки авиационной техники . [2] В 1920-х годах он разработал математическую основу для фундаментальных принципов дозвуковой аэродинамики, в частности; и в целом до околозвуковых скоростей включительно . Его исследования определили теории пограничного слоя , тонких профилей и подъемных линий. ВЧисло Прандтля было названо его именем.
Ранние годы [ править ]
Прандтль родился во Фрайзинге , недалеко от Мюнхена , 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 поощрял его наблюдать за природой и думать о своих наблюдениях.
Он поступил в Высшую техническую школу Мюнхена в 1894 году и получил степень доктора философии. под руководством профессора Августа Фоппля за шесть лет. [3] Он работал в Мюнхене в области механики твердого тела, и его первая работа была инженером, проектирующим заводское оборудование. Там он вошел в область механики жидкостей, где ему пришлось сконструировать всасывающее устройство. Проведя несколько экспериментов, он придумал новое устройство, которое хорошо работало и потребляло меньше энергии, чем то, которое оно заменило.
Спустя годы [ править ]
В 1901 году Прандтль стал профессором механики жидкости в технической школе в Ганновере, позже в Ганноверском техническом университете, а теперь в Ганноверском университете . Именно здесь он разработал многие из своих самых важных теорий. 8 августа й 1904 г. он выступил с новаторской бумагой, Uber Flüssigkeitsbewegung Bei SEHR Клейнера Reibung ( О движении жидкостей в опилках трения ), на третьем международном математическом конгрессе в Гейдельберге . [4] [5] [6] В этой статье он описал пограничный слой и его важность для сопротивления и обтекания . В документе также описываетсяразделение потока в результате пограничного слоя, что впервые ясно объясняет концепцию срыва . Некоторые из его учеников пытались найти решения в замкнутой форме , но потерпели неудачу, и в конце концов приближение, содержащееся в его исходной статье, остается широко распространенным.
Эффект бумаги был настолько велик , что Прандтля стал директором института технической физики в университете Геттингена позже в этом году. В течение следующих десятилетий он превратил его в электростанцию аэродинамики, ведущую в мире до конца Второй мировой войны . В 1925 году университет выделил его исследовательское подразделение и создал Институт исследования потоков кайзера Вильгельма (ныне Институт динамики и самоорганизации Макса Планка ).
Следуя более ранним указаниям Фредерика Ланчестера в 1902–1907 годах, Прандтль работал с Альбертом Бец и Максом Мунком над проблемой полезного математического инструмента для исследования подъемной силы от крыльев «реального мира». Результаты были опубликованы в 1918–1919 гг. И получили название теории крыла Ланчестера – Прандтля . Он также внес специальные дополнения для изучения изогнутых профилей , например, на самолетах Первой мировой войны , и опубликовал упрощенную теорию 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 природуиндуцированные вихри лобового сопротивления и законцовки крыла , 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.
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 исключительно с помощью аэродинамика законцовки крыла, но эта новая теория в значительной степени игнорировалась. В 21 веке американский инженер Эл Бауэрс подтвердил идею, назвав свое экспериментальное крыло PRANDTL-D. [7]
Прандтль и его ученик Теодор Мейер разработали первые теории сверхзвуковых ударных волн и течения в 1908 году. Расширяющиеся вентиляторы Прандтля – Мейера позволили построить сверхзвуковые аэродинамические трубы . У него было мало времени для дальнейшей работы над этой проблемой до 1920-х годов, когда он работал с Адольфом Буземаном и в 1929 году создал метод конструирования сверхзвукового сопла. Сегодня все сверхзвуковые аэродинамические трубы и сопла ракет проектируются с использованием одного и того же метода. Полное развитие сверхзвука должно было подождать работы Теодора фон Кармана , ученика Прандтля в Геттингене.
В 1922 году Прандтль вместе с Ричардом фон Мизесом основал GAMM (Международную ассоциацию прикладной математики и механики). [8] и был его председателем с 1922 по 1933 год. До 1945 года он также тесно сотрудничал с RLM .
В другой работе изучалась проблема сжимаемости при высоких дозвуковых скоростях, известная как поправка Прандтля – Глауэрта . Это стало очень полезным во время Второй мировой войны, когда самолеты впервые начали приближаться к сверхзвуковой скорости. Он также работал в области метеорологии , пластичности и структурной механики .
Прандтль и Третий Рейх [ править ]
После прихода к власти Гитлера и установления Третьего рейха Прандтль продолжал исполнять обязанности директора Общества кайзера Вильгельма. В этот период нацистское министерство авиации, возглавляемое Германом Герингом , часто использовало международную репутацию Прандтля как ученого для продвижения научных интересов Германии. Прандтль, похоже, с радостью служил послом нацистского режима, написав в 1937 году представителю NACA: «Я считаю, что фашизм в Италии и национал-социализм в Германии представляют собой очень хорошие начала нового мышления и экономики». Поддержка режима Прандтлем очевидна в его письмах Г.И. Тейлору.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 [ править ]
- Пауль Питер Эвальд, Теодор Пёшль, Людвиг Прандтль; авторизованный перевод Дж. Дугалла и У. М. Динса «Физика твердых тел и жидкостей: с последними разработками», Блэки и сын (1930).
- Титдженс, Оскар Карл Густав; Прандтль, Людвиг (1957). Основы гидро- и аэромеханики . Курьерская корпорация. ISBN 978-0-486-60374-2.
- Прандтль, Людвиг (1952). Основы гидродинамики: с приложениями к гидравлике, аэронавтике, метеорологии и другим предметам . Хафнер.
Смерть и потом [ править ]
Прандтль проработал в Геттингене до своей смерти 15 августа 1953 года. Его работы в области гидродинамики до сих пор используются во многих областях аэродинамики и химической инженерии . Его часто называют отцом современной аэродинамики.
Кратер Прандтля на дальней стороне от Луны назван в его честь.
Людвига Прандтля-Ring награжден Deutsche Gesellschaft für Luft- унд Raumfahrt в его честь за выдающийся вклад в области авиационно - космической техники.
В 1992 году Прандтля был введен в Международный Зал Air & Space славы на Air & Space Museum Сан - Диего . [10]
Известные студенты [ править ]
- Якоб Акерет
- Альберт Бец
- Пол Рихард Генрих Блазиус
- Адольф Буземанн
- Курт Хохенемсер
- Теодор фон Карман
- Лу Шицзя (Сю-Чен Чан-Лу)
- Хуберт Людвиг
- Хильда М. Лайон (1932–33)
- Ганс Мултхопп
- Макс Мунк
- Иоганн Никурадсе
- Райнхольд Руденберг
- Герман Шлихтинг
- Уолтер Толлмин
- Виктор Валкович
- Вишну Мадав Гхатаге
- Карл Вигхардт
- Теодор Мейер
См. Также [ править ]
- Турбина тесла
- Особенность Прандтля – Глауэрта.
- Преобразование Прандтля – Глауэрта
- Функция Прандтля – Мейера
- Предварительные исследования аэродинамического дизайна исследовательского самолета НАСА Prandtl-M для приземления на Марс, бэкроним в честь Прандтля
Заметки [ править ]
- ^ Буземанн, A. (1960). «Людвиг Прандтль. 1875–1953» . Биографические воспоминания членов Королевского общества . 5 : 193–205. DOI : 10,1098 / rsbm.1960.0015 .
- ^ Экерт, 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.
- ^ Йоханна Фогель-Прандтль. "Людвиг Прандтль" (PDF) . Дэвид А. Тигвелл (пер.). Universitätsverlag Göttingen, Германия, 2014.
- ^ Толлмин, Уолтер; Шлихтинг, Германн; Гёртлер, Генри; Riegels, FW (1961), Tollmien, Walter; Шлихтинг, Германн; Гёртлер, Генри; Riegels, FW (ред.), "Über Flüssigkeitsbewegung бей зеЬг Клейнер Reibung", Прандтль Gesammelte Abhandlungen: цур angewandten Mechanik, Гидро унд Aerodynamik (на немецком языке ), Springer Berlin Heidelberg, стр 575-584,. Дои : 10.1007 / 978 -3-662-11836-8_43 , ISBN 9783662118368
- ^ Андерсон, Джон Д. (2005). "Пограничный слой Людвига Прандтля". Физика сегодня . 58 (12): 42–48. Bibcode : 2005PhT .... 58l..42A . DOI : 10.1063 / 1.2169443 . ISSN 0031-9228 .
- ^ IUTAM симпозиум по Сто лет пограничного слоя исследований: Труды IUTAM симпозиуме в DLR-Геттинген, Германия, 12-14 августа 2004 года . Международный союз теоретической и прикладной механики. Дордрехт: Спрингер. 2006. ISBN 1402041497. OCLC 122941795 .CS1 maint: другие ( ссылка )
- ^ "AMA Expo показывает Эл Бауэрс Драйдена, крыло Прандтля" . НАСА . 7 января 2014 . Проверено 27 мая 2016 .
Прандтль
- ^ "GESELLSCHAFT für ANGEWANDTE MATHMATIK und MECHANIK" . Проверено 21 октября 2018 .
- ^ Экерт, Майкл (2006). Рассвет гидродинамики: дисциплина между наукой и техникой . Вайнхайм: Wiley-VCH. ISBN 3-527-40513-5.
- ^ Спрекельмейер, Линда, изд. (2006). Мы чтим: Международный зал аэрокосмической славы . Сан-Диего: ISBN компании Donning Co. 978-1-57864-397-4.
- Фогель-Прандтль, Йоханна; Тигвелл, Дэвид А. (2014). Людвиг Прандтль. Личная биография, составленная из воспоминаний и переписки. Перевод на английский язык (PDF) . Universitätsverlag Göttingen. ISBN 978-3-86395-160-3.
- Фогель-Прандтль, Йоханна (2014). Людвиг Прандтль: личная биография, составленная из воспоминаний и переписки . Universitätsverlag Göttingen. ISBN 978-3-86395-160-3.
Внешние ссылки [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы по теме Людвига Прандтля . |
- Людвиг Прандтль в проекте « Математическая генеалогия»
- Биография Людвига Прандтля на немецком языке , ISBN 3-938616-34-2 , 258 страниц
- Биография Людвига Прандтля на английском языке , ISBN 978-3-86395-160-3 , 265 страниц
- Пограничный слой Людвига Прандтля
- Видеозапись лекции Э. Боденшаца о жизни и творчестве Людвига Прандтля
| Академические офисы | ||
|---|---|---|
| Новое название | Директор аэродинамической лаборатории Геттингенского университета 1904–1936 гг. | Преемник Альберта Беца |
