第一章 引言
现代流体力学的发展与其奠基者普朗特(L.Prandtl)是密不可分的。正是他于1904年发表的那篇关于小黏性流体运动的著名论文提出了边界层理论。在其后十年中,他发表的翼型理论的论文奠定了计算摩擦阻力、传热以及流动分离等的基础。他提出了以普朗特混合长度表示湍流动量交换的湍流模型的基本概念。他关于气体动力学方面所做的工作重新塑造了这一研究领域,如对可压缩流的普朗特一格劳特(Glauert)修正、激波和膨胀波理论,以及喷管中超声速流的第一张照片等。他还将流体力学的方法应用于气象学,并因在弹性力学、塑性力学、流变学等方面的贡献而成为这些领域中的先驱者。
普朗特在理论和实验的结合上特别成功,总是用实验来验证他的理论概念,因此他的实验都非常重要并精确,著名的扰流线实验就是一个例子。正是通过这个实验他发现了湍流边界层和湍流对流动分离的作用。扰流线不是简单地来自灵感,而是他对埃菲尔(Eiffel)球体阻力测量存在矛盾这一现象深思熟虑的结果。将扰流线放在不同位置上做两个实验就足以证实湍流的形成及其对流动分离的影响。为进行实验,他进一步发展了风洞及相应的测量设备,如哥廷根风洞和普朗特总压管。他的科学结论常似来自直觉,所给出的数学推导仅用作物理解释,但它确实给出精确的结果和简化的物理模型,按海森堡(W.Heisenberg)的说法,普朗特无需计算就能“看出”微分方程的解。
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