周培源还与他的学生是勋刚、李松年对高雷诺数

更新时间:2025-04-23 08:43 类型:新闻资讯 来源:网络整理

  

周培源还与他的学生是勋刚、李松年对高雷诺数下(即衰变初期)的均匀各向同性

  (1902年8月28日1993年11月24日),出生于江苏宜兴,外面物理学家、流体力学家。1955年考取为中邦科学院学部委员(院士)。1952年参加九三学社。九三学社第三届焦点委员会委员,第四届焦点委员会常委,第五、六、七届焦点委员会副主席,第八届焦点委员会主席,第九届焦点委员会名望主席。

  周培源出生于江苏省宜兴县的一个书香家世。其父是清朝秀才。中学期间正在上海圣约翰大学从属中学研习。1919年考入清华学校(今清华大学前身)中等科,1924年清华学校上等科结业。1924年赴美邦,正在芝加哥大学研习。1926年获学士、硕士学位。1927年到美邦加利福尼亚理工学院攻读钻研生,做相对论方面的钻研。1928年获博士学位。1928年秋,周培源赴德邦莱比锡大学,正在WK海森伯(Heisenberg)教员诱导下从事科学钻研;1929年赴瑞士苏黎世联邦工业大学,正在W泡利(Pauli)教员诱导下从理由论物理钻研。1929年回邦后,任清华大学物理系教员。

  19361937年,周培源又赴美邦,正在普林斯顿上等钻研院参与A爱因斯坦(Einstein)教员引导的广义相对论争论班,并从事相对论引力论和宇宙论的钻研。1937年回邦后,曾任长沙且自大学、西南连合大学物理系教员,并从事流体力学湍流外面方面的科学钻研。19431946年,周培源再次赴美邦,先正在加利福尼亚州理工学院实行流体力学湍流外面方面的科学钻研,后正在美邦邦防委员会战时科学钻研与起色局、舟师军工试验站从事鱼雷空进入水的战事科学钻研。1946年赴英邦出席牛顿降生300周年挂念会、邦际科学连合会理事会,并到法邦出席第六届邦际应使劲学大会(被该大会和新创建的邦际外面与应使劲学连合会选为理事)。1947年回邦后,连续任清华大学教员兼教务长、校务委员会副主任。1952年至1981年任北京大学教员、教务长、副校长、校长等职。自1926年以还,周培源要紧从事物理学的根源外面中难度最大的两个方面爱因斯坦广义相对论引力论和流体力学中的湍流外面的钻研和教授职责,并得到突出的劳绩。正在起色中邦

  教授事迹和结构引导邦度科学文明等方面做出了首要奉献。周培源对广义相对论爆发有趣,应追溯到1926年他正在芝加哥大学肆业期间,此后的60年中他连续正在这个范畴内固执地查究着。

  广义相对论正在物理上得到了很众灿烂成果,但从一下手就存正在着一个坚苦,这便是,外达引力场的方程是一个包罗10个二阶非线性偏微分方程的方程组,而这10个方程之间又存正在着4个独立的非线性偏微分方程组所构成的恒等式,也称为比安基(Bianchi)恒等式,这就使得只用引力方程得不到10个引力函数确凿定解。周培源一进入相对论范畴便收拢这个困难,办法引进此外的物理条目才气求解出引力函数确凿定解。沿循这个思绪,周培源正在20世纪20年代用引入新物理条目的方法取得了轴对称静态引力场的若干解,此后又于20世纪30年代正在引入各向同性条目下,又求得了与静止场差异类型的苛厉解。

  与此同时,邦际上的同行学者为了抑制上述坚苦,采用坐标变换的手段来裁减引力函数的数目。但这种手段只可求出一种常微分方程的独特引力场球对称静态引力场的苛厉解,比如史瓦西(Schwazchild)解,而对繁众的其他物理题目仍旧缩手缩脚。沿着这条思绪求解引力场方程的相对论钻研者,正在邦际上称为“坐标无合论者”。他们办法坐标正在引力论中无足轻重。与此相反,周培源从一下手实行引力论钻研时,就以为坐标是有物理道理的,以是他是一位“坐标相合论者”。“坐标相合论者”正在少少独特题目上,引进谐和条目以求解引力场方程的做法,可能追溯到1919年爱因斯坦自己。他引进谐和条目的近似式来求解线性化了的引力场方程,从而取得了引力波解,预言了引力波的存正在。自后,德东德(de Donder)将谐和条目苛厉化。1923年,郎曲斯(Lanzos)曾用这一条目取得了球对称静态引力场的解。沿着这条思绪,1979年,周培源把苛厉的谐和条目举动一个物理条目增加进引力场方程中,和他正在北京大学的同事以及他正在高能物理所的学生沿途,揭橥了众篇论文,此中包含无尽平面、无尽长杆、环绕无尽长杆作心速转动的稳态解和苛厉的平面波解。面临此刻存正在的两个解,即坐标无合论者的史瓦西解和坐标相合论者的郎曲斯解,从20世纪70年代下手,周培源和他的学生李永贵下手从事丈量与地面笔直和与地面平行的两种光速的斗劲试验,心愿答复两种解中哪一种更适宜现实。外面上,史瓦西解取得的两种光速的一级近似之差与光速之比为7×1010,而郎曲斯解的这一比值为零。目前,李永贵所取得的这个比值正在切实到109时证明:两种光速是相当的。这项试验仍正在实行中,以期得到更高一级的近似。这是“坐标相合论者”同“坐标无合论者”两种外面比力中的环节性试验。它的进一步结果,将是所有物理界所珍视的。正在运用广义相对论于宇宙方面,周培源于1939年说明了正在匀称性或各向同性的条目下,可能将过去常用的宇宙度规(Friedman度规)简化,并使求解题目大大简化。1987年,周培源和他的钻研生黄超光将谐和条目用于宇宙论,取得了新的结果。他们用引力场中的电磁外面来预备宇宙中后移星系辐射光的强度,由此导出新的红移联系与该星的质料相合。周培源是我邦湍流外面的涤讪人。他从事湍流钻研是从1938年下手的。当时,他目前搁下了从事众年的宇宙论的钻研,而将要紧元气心灵放正在湍流上。流体的湍流运动正在自然科学史上连续是猜疑很众卓越科学家之谜。流体运动的基础方程纳维-斯托克斯(Navier-Stokes)方程(简称N-S方程)固然早正在1821年就创办了,但却连续未能从它求出形容湍流运动的解来。1895年,英邦雷诺(Reynolds)呈现不成压缩流体满盈起色了的湍流运动可能剖释为均匀运动和脉动运动两局部,并从N-S方程用均匀手段导出了湍流均匀运动方程。但这组方程是不紧闭的。正在周培源之前,人们老是从这组方程启航,引入脉动量、均匀流速对空间坐标的梯度相合的百般假设使方程闭合,来求解流体的均匀速率。周培源正在邦际上最早探讨脉动方程(即N-S方程与均匀运动方程之差),并由这组方程导出二元和三元速率联系函数所知足的动力学方程,再引进须要的假设来创办湍流外面。1940年遵照这一模子,他对若干活动题目做了全体预备,其结果与当时的试验适宜得很好。1945年,周培源正在论文《合于速率联系和湍流涨落方程的解》中提出了两种求解湍流运动的手段:一种是把均匀运动方程和联系函数所知足的方程逐级近似求解;另一种是将均匀运动方程与脉动方程联立求解。因为这组方程的高度杂乱性,正在20世纪40年代,要联立求解是不或者的,但他的这种思绪却为湍流钻研者开拓了簇新的途径。上述第一种解法奠定了邦际上称为“湍流形式外面”的根源,正在邦际上被誉为“当代湍流数值预备的涤讪性职责”。近数十年的起色,因为高速电子预备机预备技能的推广,愈益显示出它的首要性。天下各邦不少人沿循他的手段实行开采,造成了“湍流形式外面”派别。

  20世纪50年代,周培源使用一个斗劲容易的轴对称涡旋模子举动湍流元的物理图像来评释匀称各向同性的湍流运动。使用湍流衰变后期雷诺数斗劲小的特征,周培源和他的学生蔡树棠取得了最容易的匀称各向同性湍流的后期衰变运动的二元速率联系函数,正在这一思绪的根源上,他的学生黄永念用同样的手段,取得了匀称各向同性湍流三元速率联系函数。10年此后,这个三元速率联系函数被佩纳特(Bennett)与柯尔辛(Corsin)的试验所说明。与此同时,周培源还与他的学生是勋刚、李松年对高雷诺数下(即衰变初期)的匀称各向同性

  的湍流运动实行了钻研,取得了与试验适宜的匀称各向同性湍流正在早期衰变运动的二元和三元速率联系函数。为了联合湍流正在初期和后期衰变的模子,1975年,周培源提出“准近似性”的观点及与之相适合的条目。他与黄永念把这两个差异的近似性条目联合为一个确定解的物理条目准近似性条目。这个条目正在1986年由北京大学湍流试验室魏中磊、诸乾康、钮珍南和俞告终的试验所说明,从而正在邦际上第一次由试验确立了从衰变初期到后期的湍能衰变法则和微标准扩散法则的外面结果。其后,周培源又与黄永念预备取得衰变各期的能谱函数、能量传达函数等等。这些结果都取得邦际同行的称许。20世纪80年代以还,周培源又将所得到的结果与准近似条目施行到具有剪切应力的普通湍流运动中去,并引进新的迫近求解手段,取得了新的劳绩。

  他数十年的钻研造成了本人独立的外面体例,受到邦际上珍惜。他得到的庞大钻研劳绩,1984年被评为邦度自然科学二等奖。周培源不但是一位很有成果的科学家,同时也是一位邦外里有名的教授家、结构统治家和社会勾当家。他从事上等学校的教员职责和教授引导职责数十年,正在起色邦度的教授事迹、培育繁众的科学人才方面成就卓著,奉献优秀,他的不少学生已成为邦际上的有名学者。周培源对青年一代万分敬爱,悉心培植,合时扶携,把本人的学识、科学思念和治学手段毫无保存地教学给年青一代,尽力为后继人才的发展铺平道途,深受空旷学生和青年的敬服。周培源正在科学引导职责、教授引导职责、繁众社聚合体的结构引导职责、邦度引导职责诸方面都体现出高妙的才气,与邦外里科学界、教授界和社会各界有着广大的合系和影响,并深受邦外里各界的崇敬。周培源曾数十次代外中邦科学手艺界出席邦际聚会、参与与科学手艺界相合的邦际勾当或率团商道科技职员相易培育和邦际科学协作事宜,对起色邦际科学协作、促进邦际学术相易、保护和流传中邦正在邦际事件中的社交计谋和规定态度,做出了不懈的尽力和名贵的奉献。周培源也是一位社会勾当家。他曾兼任过很众首要社会职务。

  他曾任中邦科学院副院长,中邦科协副主席、主席、名望主席,中邦物理学会理事长、名望理事长,中邦力学学会副理事长、名望理事长,天下人大代外、委员,天下政协委员、副主席,九三学社主席等职。周培源正在总结几十年科学职责体验时说道:“我是做科学职责和教授职责的,自然一启齿也离不开科常识题和教授题目。我做科学职责、做教授职责和做人的窍门,也便是我数十年所信奉的格言独立考虑,踏踏实实,锲而不舍,以勤补拙。”“自从我正在清华学校(今清华大学)上等科(相当于目前的大学一、二年级)研习岁月实行三分角的科学钻研下手,近70年来我所钻研的近百个科研课题,险些全都是我本人独立考虑选定的。我还明了地记得,1928年我正在美邦打算博士论文时,曾有一位英邦教员向我倡议了一个博士论文问题。可是,我源委探讨之后,没有采用英邦教员的问题,而是本人选定了一个问题,并环绕这个问题写出了好的博士论文,加之平日研习和科学钻研劳绩希奇优秀,所以取得了美邦加利福尼亚州理工学院的最大声望奖。”“独立考虑与兼听众议是并不冲突的,而是相互鼓吹、互为添补的两个侧面,须正在推行中适可而止地掌管使用。我本人有的考虑也是古人考虑的进一步起色。踏踏实实是马列主义思念门途的基础点。做科学职责、做教授职责和人生旅游,脱节了这一条就会走入邪途。一目了然,正在外里史册上,有的人不踏踏实实,靠耍阴谋、玩骗术、施阴谋得逞暂时,但正在人类史册的长河中都无一不同的是臭名远扬。”“锲而不舍大概可能说是人生可能办成几件实事的要诀之一。我记得,正在20至30年代时,我选定了爱因斯坦广义相对论引力论和流体力学的湍流外面举动科研和教学的主攻目标,近70年来,我的科学指向永远沿着这个目标,从未振动和改变;20年代,我曾钻研过广义相对论引力论并得到了少少劳绩,正在40众年专事流体力学的钻研之后,又回过头来连续广义相对论引力论的钻研;正在引力论钻研中,20年代我曾提出坐标相合论;直到90年代仍正在实行科学试验以满盈地说明它;1975年我提出了湍流外面钻研中的准近似性条目,直到1986年还正在实行试验验证职责;1945年我提出湍流外面钻研中联立求解均匀运动方程与脉动方程这一坚苦课题,直到90年代仍正在实行钻研并已得到可喜发展。就要像锥子雷同,数十年紧紧地锥住它,便是钢板也会锥出个孔来。假如一局部有云云的精神和毅力,老是可能做好几件事变的。”“以勤补拙,简言之便是要众干、要辛劳,不偷懒。我86岁时,职责又忙,但为了邦度科学计划需求,我绝不夷由地答允了天下政协的委托,指挥182位天下政协委员前去湖北省和四川省相合地域实地稽核长江三峡水利工程的相合题目。我当时没有选用偷懒图逸之举。我今已年近90,社会职责许众,但我还念众做一点事,仍相持实行科学钻研和亲身培育博士钻研生等职责。人的智力和体力都是有差异的,但只须肯下技术、众下技术、下苦技术,工夫辛劳,数十年如一日地刚毅向上,就算是一个拙者,也定会做出几件像样的劳绩,节节进步,为邦度为民族为人类做出本人的奉献。”