对流体力学做出巨大贡献的杰出历史人物(2)

    英国力学家、数学家。1819年8月13日生于斯克林，1903年2月1日卒于剑桥。
    斯托克斯从1849年起在剑桥大学任卢卡斯数学教授，1851年当选皇家学会会员，1854年起任学会书记，30年后被选为皇家学会会长。斯托克斯为继牛顿之后任卢卡斯数学教授、皇家学会书记、皇家学会会长这三项职务的第二个人。
    斯托克斯的主要贡献是对粘性流体运动规律的研究。纳维尔从分子假设出发，将欧拉关于流体运动方程推广，1821年获得带有一个反映粘性的常数的运动方程。1845年斯托克斯从改用连续系统的力学模型和牛顿关于粘性流体的物理规律出发，在《论运动中流体的内摩擦理论和弹性体平衡和运动的理论》中给出粘性流体运动的基本方程组，其中含有两个常数，这组方程后称“纳维尔-斯托克斯方程”，它是流体力学中最基本的方程组。1851年，斯托克斯在《流体内摩擦对摆运动的影响》的研究报告中提出球体在粘性流体中作较慢运动时受到的阻力的计算公式，指明阻力与流速和粘滞系数成比例，这是关于阻力的“斯托克斯公式”。斯托克斯发现流体表面波的非线性特征，其波速依赖于波幅，并首次用摄动方法处理了非线性波问题(1847年)。
    斯托克斯对弹性力学也有研究，他指出各向同性弹性体中存在两种基本抗力，即体积压缩的抗力和对剪切的抗力，明确引入压缩刚度的剪切刚度(1845年)，证明弹性纵波是无旋容胀波(？)，弹性横波是等容畸变波(1849年)。
    斯托克斯还在数学方面以场论中关于线积分和面积分之间的一个转换公式(斯托克斯公式)而闻名。

马赫(Ernst Mach，1838～1916年)

    奥地利物理学家和哲学家。1838年12月18日生于摩拉维亚(今捷克斯洛伐克境内)，1916年2月19日卒于德国哈尔。马赫早年就读于维也纳大学，1860年以放电和电感应方面的论文获得博士学位，六年后任该校物理教授，以后转入布拉格大学并长期在那里工作。他在力学、声学、热力学、实验心理学以及哲学方面都有贡献。
    马赫用纹影技术研究飞行抛射体的工作最为人们所熟知，他在1887年起的几篇论文中指出，在空气中运动的物体发出以声速c传播的球面扰动波，当物体的速度v大于 c时，扰动波的波前形成以物体为顶点的锥形包络面(即所谓的“马赫锥”)，锥面母线与物体运动方向所形成的角度α与v、c的关系是sinα = c / v。1907年，L普朗特首次称该锥角为“马赫角”。1929年J阿克莱特鉴于比值v/c在空气动力学研究中日益显示出重要性，建议用术语“马赫数”表示这一比值。上世纪30年代末，“马赫数”被引入英语文献，至今已成为表征流体运动状态的重要参数。
    作为一个哲学家，马赫对当时物理学的许多基本观点持怀疑态度。他在其重要著作《力学》中对经典力学的时空观、运动观、物质观作了深刻的批判。他的思想对A爱因斯坦创立广义相对论起了一定的作用。广义相对论是对经典力学基本观念的彻底革新。马赫在《力学》中对力学史的研究也做出了贡献。此外，他在该书中阐明了他的哲学观点，认为物体只是许多感觉"要素"的复合。但列宁在《唯物主义和经验批判主义》(1909年)中对马赫的哲学观点作了批判。

雷诺(O. Reynolds，1842－1912年)

    英国力学家、物理学家和工程师。1842年8月23日生于北爱尔兰。1867年毕业于剑桥大学王后学院。1868年出任曼彻斯特欧文学院(后改名为维多利亚大学)的首席工程学教授。1877年当选为皇家学会会员。1888年获皇家勋章。雷诺是一位杰出的实验科学家。他于1883年发表了一篇经典性论文——《决定水流为直线或曲线运动的条件以及在平行水槽中的阻力定律的探讨》。这篇文章以实验结果说明水流分为层流与紊流两种形态，并提出以无量纲数Re(后被称为“雷诺数”)作为判别两种流态的标准。
    雷诺于1886年提出轴承的润滑理论，1895年在湍流中引入有关应力的概念。雷诺兴趣广泛，一生著作很多，其中近70篇论文都有很深远的影响。这些论文研究的内容包括力学、热力学、电学、航空学、蒸汽机特性等。他的成果曾汇编成《雷诺力学和物理学课题论文集》两卷。

普朗特(Ludwig Prandtl，1875～1953年)

    德国物理学家，近代力学奠基人之一。1875年2月4日生于弗赖辛。于1913～1918年间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。1925年以后建立威廉皇家流体力学研究所，并兼任所长。以后改所改名为普朗特流体力学研究所。
    普朗特的母亲常年患病，因此普朗特的少年时期更多的时间是与父亲一起度过的。普朗特的父亲是个工学教授，与父亲在一起的生活经历使普朗特养成了观察自然、仔细体味的习惯。1894年普朗特进入慕尼黑技术学院(Technische Hochschule Munich)学习，6年后获得博士学位。普朗特在慕尼黑的工作是在固体力学范畴内，主要是设计一种工厂中使用的设备。在那里他第一次介入流体力学领域——当时他要设计一种吸出装置，在经过一系列试验对比后，他设计出一种流量更高、能耗更小的装置。
    他在边界层理论、风洞实验技术、机翼理论、紊流理论等方面都做出了重要的贡献，被称作空气动力学之父。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(即“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，因而被称为“现代流体力学之父”。除了在流体力学中的研究工作，他还培养了很多著名科学家，其中包括冯•卡门、梅耶等著名流体力学家，对我国流体力学研究做出奠基工作的陆士嘉教授也曾是普朗特的学生。

冯•卡门 (Theodore von Kármán，1881~1963年)