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概述： 路德维希·普朗特（Ludwig Prandtl，1875.2.4－1953.8.15）德国物理学家，近代力学奠基人之一。 1901～1904年先后任汉诺威大学和格丁根大学教授。1925年开始担任马克斯·普朗克流体力学研究所所长。他初学机械工程，1899年获弹性力学博士后去工厂工作。1900年去高校任教时进行水槽实验，观察到边界层和它的分离现象，并求出边界层方程及其解。1904年后被聘去格丁根大学建立应用力学系、创立空气动力实验所和流体力学研究所，自此从事空气动力学的研究和教学。他在边界层理论、风洞实验技术、机翼理论、紊流理论等方面都作出了重要的贡献，被称作空气动力学之父和现代流体力学之父。 主要贡献： 19世纪末，流体力学研究有两个互不相通的方向。一个是数学理论流体力学或水动力学，当时已达到较高水平，但计算结果与一些实验很不相符。另一个是水力学，它主要根据实验结果归纳出半经验公式，应用于工程实际。普朗特的边界层理论把理论和实验结合起来，奠定了现代流体力学的基础。 普朗特重视观察和分析力学现象，养成非凡的直观洞察能力，善于抓住物理本质，概括出数学方程。他曾说：“我只是在相信自己对物理本质已经有深入了解以后，才想到数学方程。方程的用处是说出量的大小，这是直观得不到的，同时它也证明结论是否正确。” 普朗特还对可压缩性问题进行了研究，提出普朗特－葛劳渥修正公式。在二战期间，当飞机飞行速度接近声速时，这个公式发挥了重要作用。普朗特在流变学、弹性力学和结构力学方面也有诸多贡献。 普朗特在固体力学方面也有不少贡献。他的博士论文探讨了狭长矩形截面梁的侧向稳定性。1903年提出了柱体扭转问题的薄膜比拟法。他继承并推广了A.J.C.圣维南所开创的塑性流动的研究。T.von卡门在他指导下完成的博士论文是关于柱体塑性区的屈曲问题。普朗特还解决了半无限体受狭条均匀压力时的塑性流动分析。著有《普朗特全集》、《流体力学概论》，此外还与O.G.蒂琼合写《应用水动力学和空气动力学》（1931）等。 1901年在机械厂工作，发现了气流分离问题。后在汉诺威大学任教授时，用自制水槽观察绕曲面的流动，3年后提出边界层理论，建立绕物体流动的小粘性边界层方程，以解决计算摩擦阻力、求解分离区和热交换等问题。奠定了现代流体力学的基础。 普朗特在流体力学方面的其他贡献有： ①风洞实验技术。他认为研究空气动力学必须作模型实验。1906年建造了德国第一个风洞（见空气动力学实验），1917年又建成格丁根式风洞。开创风洞模型实验技术，推动了空气动力学研究 ②机翼理论。在实验基础上，他于1913～1918年提出了举力线理论和最小诱导阻力理论，后又提出举力面理论等。提出升力线、升力面理论等，充实了机翼理论。相关的工作在1918－1919年间发表，此即“兰开斯特－普朗特机翼理论”。后来普朗特还专门研究了带弯度翼型的气动问题，并提出简化的薄翼理论。这项工作使人们认识到对于有限翼展机翼，翼尖效应对机翼整体性能的重要性。这项工作的主要贡献在于指出翼尖涡和诱导阻力的本性，在这些理论的指导下，飞机设计师们第一次可以在飞机被制造出来之前就能了解其基本性能。 ③湍流理论。提出层流稳定性和湍流混合长度理论。此外还有亚声速相似律和可压缩绕角膨胀流动，后被称为普朗特-迈耶尔流动。 ④提出边界层理论，研究层流稳定性和湍流边界层，为计算飞行器阻力、控制气流分离和计算热交换等奠定了基础。 他在气象学方面也有创造性论著。普朗特与蒂琼合著的《应用水动力学和空气动力学》于1931年出版。他的专著《流体力学概论》于1942年出版，中文译本在1974年出版。他的力学论文汇编为3卷本《全集》，于1961年出版。 他创立了边界层理论、薄翼理论、升力线理论，研究了超声速流动，提出普朗特－葛劳渥法则，并与他的学生梅耶（Meyer）一起研究了膨胀波现象（普朗特－梅耶流动），并首次提出超声速喷管设计方法。普朗特的开创性工作，将19世纪末期的水力学和水动力学研究统一起来，被称为“现代流体力学之父”。 |
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