林同骥

林同骥,著名流体力学家。在稀薄气体力学、高超声速、跨声速空气动力学和不可压缩流体动力学等广泛的领域中都有重要的研究成果,尤其是在再入飞行器防热、再入物体的表面烧蚀和不可压缩振荡流等方面,为中国航天事业和海洋工程的发展作出了贡献。

林同骥 - 人物简历

1918年12月12日 生于北京。
1938—1942年 重庆中央大学航空工程系学习,获学士学位。
1942—1945年 任四川南川第二飞机制造厂检验员。
1945—1946年 任英国卜力司土飞机制造厂实习工程师。
1946—1948年 英国伦敦大学航空工程系研究生院学习,获博士学位。
1948—1953年 任美国西雅图华盛顿大学及贝克莱加州大学博士后及研究员。
1953—1955年 任美国布朗大学研究员。
1955—1970年 任中国科学院力学研究所副研究员,1957年任研究员。
1970—1974年 任第七机械工业部207所研究员。
1974—1978年 任第七机械工业部701所研究员、副所长。
1978—1982年 任中国科学院力学研究所副所长。
1979—1990年 任《力学学报》副主编、主编。
1980年 任国际理论与应用力学联合会理事、中国科学院数理学部学部委员,1982年起,任常务委员。
1982—1986年 任中国力学学会副理事长兼秘书长。
1983—1991年 任亚洲流体力学学术会议副主席。
1990年任 中国力学学会第四届理事会名誉理事。
1993年7月29日,林同骥逝世于美国,终年75岁。

林同骥 - 生平概况

林同骥,1918年12月12日出生于北京。祖籍福建省福州市。祖父为清代进士。父亲林鼎章,早年中举,民国后攻读法律,是一位法官,曾任最高法院庭长。母亲操持家务,家境小康。父母重视对子女的教育。林同骥在11个兄弟姐妹中排行第七,年幼时兄姐们刻苦攻读的情景对他有着较深的影响,大哥林同济是30年代美国密西根大学毕业的博士,回国后在复旦大学研究莎士比亚文学,是国内外颇有影响的学者。二哥林同炎是世界著名的桥梁工程专家,曾获美国总统国家科学奖章。

幼年时,林同骥插班上过一年多小学。1932年夏,他在北京汇文中学开始了中学生活。1933年到1937年他随家迁往南京,就读于南京金陵中学。中学时代的林同骥聪敏勤奋,成绩优异,经常受到学校的嘉奖。1937年抗日战争爆发后,他随父迁往重庆,毕业于四川重庆沙坪坝南开中学。目睹日本侵略军飞机的狂轰烂炸,他决心投身航空事业,于1938年考入中央大学航空工程系。1942年毕业后,在四川南川第二飞机制造厂从事发动机的修理和检验工作,还跟随试飞。三年的实践对他一生的科研思想有着重要的影响。他擅长理论研究,但始终高度重视生产实际、工程应用和实验研究。

1945年,林同骥考取公费留学英国。他先在英国卜力司土飞机制造厂做了半年实习工程师,后进入伦敦大学航空工程系研究生院攻读博士学位。在两年半的时间里,他如饥似渴地学习,经常是最后离开学校图书馆的一个读者。

1948年,林同骥获得伦敦大学研究生院航空工程博士学位。同年赴美国,在华盛顿大学从事稀薄气体的研究和教学。当时加州大学稀薄气体研究室是美国稀薄气体领域研究的中心。林同骥在稀薄气体领域的研究工作受到他们的重视,并邀请他前往加州大学工作。1953年,林同骥到布朗大学应用数学系从事流体力学和弹性力学方面的研究。

1955年秋,林同骥满怀爱国热忱,偕同夫人张斌,怀抱尚未满月的女儿,远涉重洋,毅然回国。在钱学森和郭永怀的带领下,他以极大的热情投入了创建中国科学院力学研究所的工作。他主持设计建造了中国第一座暂冲式超声速风洞,为中国实验空气动力学的发展作出了开创性的贡献。为此,他获得了全国先进工作者的光荣称号,出席了1959年召开的全国群英会。他所领导的研究室也被评为全国群英会的先进集体。1958年,中国科技大学成立,为培育本国的科技人才,他亲自编写讲义并进行讲授。

1966年“文化大革命”开始不久,夫人张斌以莫须有的罪名身陷囹圄达7年之久。当时他的3个子女还很小,在十分艰难的条件下,他承担了人造卫星回收方案的研究工作。不久,他也受到迫害。然而,这一切都不能使他舍弃对科学的执著追求,射流理论、小曲率半径喷管跨声速理论研究等工作就是在当时极其困难的条件下进行的。

1973年,林同骥投入了中国第一代洲际导弹的防热研究。有关工作曾分别获得全国科学大会成果奖、国防科委二等奖和国家发明四等奖。为表彰他对中国国防事业的贡献,1984年,他获得了中华人民共和国国防科学技术工业委员会颁发的“献身国防科技事业”荣誉证章。

林同骥 - 弹性力学研究

40年代中期,航空进入喷气飞机时代。为了提高推进效率,压缩机、涡轮和螺旋浆都采用复杂的翼型截面设计。以此为背景,林同骥研究了翼型截面柱体的圣?维南扭转和弯曲问题。利用复变函数,给出双曲翼型内域的保角变换,构造了有效的周线积分,提出了翼型截面内奇点的消除方法,从而获得不同厚度和不同弯度的翼型截面柱体圣?维南扭转和弯曲问题的精确解析解。

根据航空器薄壳结构和在高速飞行下产生高频振动现象,他研究了圆柱壳的轴对称型振动,提出并解决了高频振动下壳壁截面的转动惯量和横向剪切的双重效应影响问题。

林同骥在弹性力学方面的上述研究工作,在当时从方法上和结果上都具有独创性。

林同骥 - 稀薄气体研究

随着“声障”的突破,航空器呈现向高速高空发展的趋势。当时,稀薄气体高速流动的研究起步不久,许多基本问题需要从理论和实验上进行探讨。例如,总压的测量是流体力学实验研究的基本问题。在稀薄气体情况下,边界层中存在滑移效应,在利用皮托管测总压时,它会给驻点附近的流动造成什么影响,这是需要解决的一个基本问题。林同骥研究了稀薄气体边界层内驻点附近的流动,发现壁面气流滑移效应与无滑移解的一阶导数成正比,从而得到了壁面气流滑移对驻点总压影响的理论解,并指出稀薄气体的作用是增大了粘性对总压的修正,为在滑流领域利用皮托管测量总压提供了理论依据。

林同骥还分别研究了稀薄气体在两个平板和两个同心圆柱间的高速流动问题。给出了高速流动下气体粘性系数和热传导系数随温度变化时的滑流流场解,分析了壁面温度比、流场平均马赫数、粘性系数、气体稀薄参数、普朗特数、比热比、供应系数和麦克斯威尔反射系数等8个参数对壁面压力、摩擦阻力和两壁间热传导的影响,为考察较纳维尔-斯托克斯方程高阶的Burnnet方程中高阶项作用的实验研究提供了理论依据。

林同骥在稀薄气体领域中的研究成果,已为一些专著、教科书和物理学手册所引用。

林同骥 - 气体动力学

回国后的30多年中,林同骥对中国的航空和航天事业作出了重要贡献。50年代,在国内科学技术还很落后的条件下,他主持设计建造了中国第一座暂冲式超声速风洞和气源系统。从设计、加工、建造直到调试、测量,他都一一参与实干。得到了第一个超声速流场,这一设备后来所提供的大量实验数据、方法与经验,为中国航空、航天以及兵器工业开创时期的设计与研制作出重要贡献。近看今日中国实验空气动力学的发展,则更显当年工作意义之深远。

50年代末60年代初,结合航天事业发展的需要,他从事高超声速空气动力学的基础研究。他将高温气体的热力学性质、统计力学、气体动力学三者相结合,编写了《高超声速空气动力学》讲义,并亲赴中国科技大学讲授。该讲义虽因各种原因没有公开出版,但却是一本较早的高速高温物理气体动力学专著。

自60年代后期起,世界能源危机对大型飞机提出了跨声速巡航和对战斗机提出跨声速机动飞行的要求。迅速发展的计算机为研究提供了新的手段,使跨声速流动的研究迅速发展。林同骥仔细分析了跨声速流动的物理特性,指出在相应的不可压缩流线和等势线的曲线坐标系内,流场中任意点上可压缩流动的流线与相应的不可压缩流动流线之间的夹角很小,因此可将高度非线性的无粘跨声速流动基本方程大大简化。基于这一思想,获得了无粘跨声速内外流动问题的一系列成果。1980年,《无粘跨声速流场分析》一文作为特邀报告,林同骥出席了第一届亚洲流体力学会议,并应邀赴美国康奈尔大学、洛杉矶加州大学和加州理工学院讲学。这一方法已成为科学出版社出版的《气体动力学基础》一书中有关跨声速流动章节的部分内容。

林同骥 - 海洋工程力学

80年代起,考虑到中国海洋资源开发的长远需要,林同骥组织并投入海洋工程力学的研究。以海洋油气资源开发为背景,他主持国家科委六五攻关项目“工程力学中若干重要问题研究”和七五国家自然科学基金重大项目“海洋工程中的力学问题”研究。研究了各种海洋工程结构及其地基在海浪、海流、海冰、地震、风等耦合作用的严峻环境下的载荷及其响应,分析了海洋工程结构失效直至破坏的原因和机理,为经济安全地设计建造海洋平台和有效地进行油气生产提供了科学依据,同时推进了海洋工程力学这一新兴力学分支学科的发展。

林同骥在主持重大科研项目的同时,主要从事以波浪和旋涡为主要特征的海洋工程流体力学研究。他主持设计、建造了中国第一座U型振荡水槽。采用抽吸式空气活塞激振以及对水槽弯段的精心设计,以较低的成本达到了很好的试验段流场品质。通过解析求解纳维尔-斯托克斯方程,林同骥给出了矩形截面直管中层流振荡流动的解,揭示了流动的速度分布随着振荡流动雷诺数的变化,由低频高粘性类型向高频低粘性边界层型演化的特性,以及管道的壁面和角部对振荡流动的影响。他领导课题组进行了不同Kc数下柱体振荡绕流的理论分析和实验,着重研究振荡流中粘性旋涡的形成、演变、相互作用、流动图谱转换等当前流体力学研究中极为关注的基本流动现象。

林同骥 - 力学学科发展

几十年来,林同骥潜心科学研究,同时也在为中国力学学科的发展筹划安排。他对力学的发展过程、学科特点和发展趋势的长期思考集中地反映在他1990年发表于《力学进展》杂志上的《现代力学的发展》一文中。他指出:力学的发展已进入现代力学阶段,现代力学在发展方向和研究内容上涌现出大批新的生长点和交叉领域,并迅速发展形成新的学科分支。它们占领了力学研究的主要舞台,呈现出百花齐放、百家争鸣的崭新局面。

林同骥多次参加制订学科规划、确定重大科技项目等工作。他一贯积极支持开拓新的研究领域。70年代末80年代初,他就提出要开展分离与旋涡流动、两相流动、流动显示等方面的研究。1983年,在中国科学院数理学部全体委员会议上,他与钱学森、钱伟长、庄逢甘等许多著名专家一起,向国家提出了开发海洋的重大建议。

作为一位科学家,林同骥深知基础研究对自然科学技术发展的长远意义,为使国家基础研究得到支持和发展,他积极参与建议国家设立自然科学基金制度。他作为国务院学位委员会理学学科评议组成员,为学科设置、学位制度的建立健全等付出了辛勤的劳动。
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