Ludwig Prandtl - Ludwig Prandtl

Ludwig Prandtl
Ludwig Prandtl
Syntynyt	( 1875-02-04 )4. helmikuuta 1875 Freising , Ylä-Baijeri , Saksan imperiumi
Kuollut	15. elokuuta 1953 (1953-08-15)(78-vuotias) Göttingen , Länsi-Saksa
Kansalaisuus	Saksan kieli
Alma mater	Münchenin teknillinen yliopisto , RWTH Aachen
Tunnettu	Rajakerros Sekoitus pituus teoria Nosto-line teoria kalvo analogisesti Prandtlin kunto Prandtlin numero Prandtlin-Meyer laajennus tuuletin Prandtlin-Meyer toiminto Prandtlin-Batchelor lause Prandtlin-Glauert muutos Prandtlin-Glauert singulariteetti Prandtlin-Tomlinson malli
Palkinnot	Ackermann – Teubnerin muistopalkinto (1918) Daniel Guggenheimin mitali (1930) Wilhelm Exnerin mitali 1951
Tieteellinen ura
Kentät	Aerodynamiikka
Laitokset	Göttingenin yliopiston , Technische Universität Hannover
Opinnäytetyö	Kallistusilmiöt, epävakaa elastinen tasapaino  (1899)
Tohtorineuvoja	Elokuu Föppl
Tohtorikoulutettavat	Ackeret , Blasius , Busemann , Munk , Nikuradse , Pohlhausen, Schlichting , Tietjens , Tollmien , von Kármán , Timoshenko , Vâlcovici , Vishnu Madav Ghatage ja monet muut (yhteensä 85).

Ludwig Prandtl (4. helmikuuta 1875 - 15. elokuuta 1953) oli saksalainen nestedynamiikka, fyysikko ja avaruustieteilijä. Hän oli edelläkävijä tiukkojen systemaattisten matemaattisten analyysien kehittämisessä, joita hän käytti aerodynamiikan perustana , jotka ovat muodostaneet perustan ilmailutekniikan sovelletulle tieteelle . 1920-luvulla hän kehitti matemaattisen perustan erityisesti äänenvoimakkuuden aerodynamiikan perusperiaatteille ; ja yleensä transonisen nopeuden mukaan lukien . Hänen tutkimuksissaan tunnistettiin rajakerros , ohutlevyt ja nostolinjan teoriat. Prandtlin luku oli nimetty hänen mukaansa.

Alkuvuosina

Prandtl syntyi Freisingissa lähellä Müncheniä vuonna 1875. Hänen äitinsä kärsi pitkästä sairaudesta, minkä seurauksena Ludwig vietti enemmän aikaa isänsä, teknisen professorin kanssa. Hänen isänsä kannusti häntä tarkkailemaan luontoa ja miettimään havaintojaan.

Hän aloitti Technische Hochschule Münchenissä vuonna 1894 ja valmistui tohtoriksi. professori August Foepplin johdolla kuudessa vuodessa. Hänen työnsä Münchenissä oli ollut kiinteää mekaniikkaa, ja hänen ensimmäinen työpaikkansa oli tehdaslaitteiden suunnittelija insinööri. Siellä hän tuli nestemekaniikan kentälle, jossa hänen oli suunniteltava imulaite. Suoritettuaan kokeita hän keksi uuden laitteen, joka toimi hyvin ja käytti vähemmän virtaa kuin se, jonka se korvasi.

Myöhemmät vuodet

Vuonna 1901 Prandtlista tuli nestemekaniikan professori Hannoverin teknillisessä koulussa, myöhemmin Hannoverin teknillisessä yliopistossa ja nyt Hannoverin yliopistossa . Täällä hän kehitti monia tärkeimpiä teorioita. 8. elokuuta ^th 1904, hän antoi uraauurtava paperi, Über Flüssigkeitsbewegung bei sehr Kleiner Reibung ( On the Motion nesteiden Erittäin vähän kitkaa ), klo kolmannen kansainvälisen matematiikan kongressissa Heidelberg . Tässä artikkelissa hän kuvasi rajakerrosta ja sen merkitystä vetämisen ja virtaviivaistamisen kannalta . Asiakirjassa kuvattiin myös virtauksen erottuminen rajakerroksen seurauksena ja selitettiin selvästi pysähtymisen käsite ensimmäistä kertaa. Useat hänen opiskelijoistaan ​​yrittivät suljetussa muodossa olevia ratkaisuja, mutta epäonnistuivat, ja lopulta hänen alkuperäiseen paperiinsa sisältynyt likiarvo on edelleen laajalti käytössä.

Vaikutus paperi oli niin suuri, että Prandtlin tuli johtaja, Institute for teknillisen fysiikan klo Göttingenin yliopistossa myöhemmin tänä vuonna. Seuraavien vuosikymmenien aikana hän kehitti siitä aerodynamiikan voiman, joka johti maailmaa toisen maailmansodan loppuun saakka . Vuonna 1925 yliopisto vei irti tutkimuksen käsivarren luodakseen Kaiser Wilhelm -instituutin virtaustutkimukselle (nykyään Max Planck -instituutti dynamiikalle ja itseorganisaatiolle ).

Frederick Lanchesterin vuosina 1902–1907 tekemien aikaisempien johtopäätösten jälkeen Prandtl työskenteli Albert Betzin ja Max Munkin kanssa ongelman kannalta hyödyllisessä matemaattisessa työkalussa "todellisen maailman" siipien nousun tutkimiseen. Tulokset julkaistiin vuosina 1918–1919, joka tunnetaan nimellä Lanchester – Prandtl-siipiteoria . Hän teki myös erityisiä lisäyksiä tutkia kaarevia aluskantoja , kuten ensimmäisen maailmansodan lentokoneita, ja julkaisi yksinkertaistetun ohutlevyjen teorian näille malleille. Tämä työ johti ymmärtämiseen, että kaikilla rajallisen pituisilla siipillä siipikärkivaikutuksista tuli erittäin tärkeitä siipien yleisen suorituskyvyn ja luonnehdinnan kannalta. Huomattavaa työtä tehtiin indusoitujen veto- ja siipikärjen pyörteiden luonteesta , mikä oli aiemmin jätetty huomiotta. Prandtl osoitti, että elliptinen ulospäin suuntautuva noston jakauma on tehokkain, mikä antaa pienimmän indusoidun vastuksen annetulle alueelle. Nämä työkalut antoivat lentosuunnittelijoille mahdollisuuden tehdä mielekkäitä teoreettisia tutkimuksia koneistaan ​​ennen niiden rakentamista.

Ludwig Prandtl 1904 nesteen testikanavalla

Myöhemmin Prandtl laajensi teoriaansa kuvaamaan kellomaisen nousun jakautumista, joka saatiin pesemällä siipien kärjet, kunnes saavutettiin negatiivinen nousu, mikä antoi minimin aiheuttaman vastuksen mille tahansa ilma-aluksen painolle, mikä viittaa myös siihen, että haitallisia kallistumisvoimia voidaan torjua vain siipikärjen aerodynamiikka, mutta tämä uusi teoria jätettiin suurelta osin huomiotta. 2000-luvulla amerikkalainen insinööri Al Bowers on vahvistanut ajatuksen kutsumalla kokeellista siipiään PRANDTL-D: ksi.

Prandtl ja hänen oppilaansa Theodor Meyer kehittivät ensimmäiset yliäänitaajuisten iskuaaltojen ja virtausten teoriat vuonna 1908. Prandtl – Meyer -laajennuspuhaltimet mahdollistivat yliäänisen tuulitunnelien rakentamisen . Hänellä oli vähän aikaa työskennellä ongelman eteenpäin vasta 1920-luvulle saakka, jolloin hän työskenteli Adolf Busemannin kanssa ja loi menetelmän yliäänisuuttimen suunnittelemiseksi vuonna 1929. Nykyään kaikki yliäänen tuulitunnelit ja rakettisuuttimet suunnitellaan samalla menetelmällä. Superseksikoiden täydellisen kehityksen pitäisi odottaa Theodore von Kármánin , Göttingenin Prandtlin opiskelijan työtä.

Vuonna 1922 Prandtl perusti yhdessä Richard von Misesin kanssa GAMM: n (International Association of Applied Mathematics and Mechanics). ja oli sen puheenjohtaja vuosina 1922–1933. Vuoteen 1945 asti hän työskenteli myös läheisessä yhteistyössä RLM: n kanssa .

Muut työt tutkivat kokoonpuristuvuuden ongelmaa suurilla äänenvoimakkuuksilla , joka tunnetaan nimellä Prandtl – Glauert-korjaus . Tästä tuli erittäin hyödyllistä toisen maailmansodan aikana, kun lentokoneet alkoivat lähestyä yliäänenopeutta ensimmäistä kertaa. Hän työskenteli myös meteorologian , plastisuuden ja rakennemekaniikan parissa .

Prandtl ja Kolmas valtakunta

Jälkeen Hitlerin n valtaannousun ja perustamalla kolmannen valtakunnan , Prandtl jatkoi hänen roolinsa johtajana Kaiser Wilhelm -instituutti. Tänä aikana natsien ilmaministeriö, jota johtaa Hermann Göring , käytti usein Prandtlin kansainvälistä mainetta tutkijana edistääkseen Saksan tieteellistä asialistaa. Prandtl näyttää iloisesti toimineen natsihallinnon suurlähettiläänä kirjoittamalla vuonna 1937 NACA: n edustajalle "Uskon, että fasismi Italiassa ja kansallissosialismi Saksassa edustavat erittäin hyviä aloitteita uudelle ajattelulle ja taloudelle". Prandtlin tuki hallinnolle näkyy hänen kirjeissään GI Taylorille ja hänen vaimolleen vuosina 1938 ja 1939. Viitaten natsi-Saksan juutalaisten kohteluun, Prandtl kirjoitti "Taistelu, jota Saksan oli valitettavasti taisteltava juutalaisia ​​vastaan, oli välttämätöntä itselleen. -säilytys. " Prandtl väitti myös, että "jos on sotaa, syyllisyys sen aiheuttamasta poliittisista toimenpiteistä on tällä kertaa yksiselitteisesti Englannin puolella."

Julkaisut

• Paul Peter Ewald, Theodor Pöschl, Ludwig Prandtl; J. Dougallin ja WM Deansin hyväksymä käännös kiintoaineiden ja nesteiden fysiikasta: viimeaikaisella kehityksellä Blackie and Son (1930).
• Tietjens, Oskar Karl Gustav; Prandtl, Ludwig (1957). Hydro- ja aeromekaniikan perusteet . Courier Corporation. ISBN 978-0-486-60374-2.
• Prandtl, Ludwig (1952). Nestedynamiikan perustiedot: Sovelletaan hydrauliikan ilmailuun, meteorologiaan ja muihin aiheisiin . Hafner.

Kuolema ja sen jälkeen

Göttingen, kaupungin hautausmaa: Ludwig Prandtlin hauta

Prandtl työskenteli Göttingenissä kuolemaansa asti 15. elokuuta 1953. Hänen työnsä nestedynamiikassa käytetään edelleen nykyään monilla aerodynamiikan ja kemian tekniikan aloilla . Häntä kutsutaan usein modernin aerodynamiikan isäksi.

Kraatteri Prandtlin on toisella puolella ja Kuu on nimetty hänen kunniakseen.

Ludwig-Prandtlin-Ring on palkittu Deutsche Gesellschaft für LUFT- und Raumfahrt hänen kunniakseen erinomaisesta panoksestaan alalla lentokoneteollisuudesta.

Vuonna 1992 Prandtl otettiin mukaan San Diegon ilma- ja avaruusmuseon kansainväliseen ilma- ja avaruushalliin .

Merkittäviä opiskelijoita

Katso myös

• Teslan turbiini
• Prandtl – Glauert-singulariteetti
• Prandtl – Glauert-muunnos
• Prandtl – Meyer-toiminto
• Prandtl-M NASA: n tutkimuslentokoneen alustava tutkimuksen aerodynaaminen suunnittelu laskeutumaan Marsille, taustamuoto, jolla kunnioitetaan Prandtl

Huomautuksia

Ulkoiset linkit

• Ludwig Prandtlin klo matematiikan Sukututkimus Project
• Ludwig Prandtlin saksankielinen elämäkerta , ISBN  3-938616-34-2 , 258 sivua
• Ludwig Prandtlin elämäkerta englanniksi , ISBN  978-3-86395-160-3 , 265 sivua
• Ludwig Prandtlin rajakerros
• Videotallenne E.Bodenschatzin luennosta Ludwig Prandtlin elämästä ja työstä