Теодор Теодорсен

редактировать
Теодор Теодорсен
Theodore theodorsen.jpg
Родился(1897-01-08) 8 января 1897 года. Сандефьорд, Вестфолд. Норвегия
Умер5 ноября 1978 (1978-11-05) (81 год). Лонг-Айленд, Нью Йорк,. США
Род занятийАэродинамик
Супруг (а)Йоханна Магделен Теодорсен
ДетиМюриэль Герд-Пройц. Теодор Эллиот Теодорсен. Джон Уиллман Теодорсен
Родитель (и)Оле Кристиан Теодорсен. Андреа Ларсен

Теодор Теодорсен (8 января 1897 - 5 ноября 1978) был норвежцем. Американский теоретик аэродинамик известен своей работой в NACA (предшественник NASA ) и своим вкладом в изучение турбулентности.

Содержание

  • 1 Ранние годы
  • 2 Эмиграция
  • 3 Университет Джона Хопкинса
  • 4 Национальный консультативный комитет по аэронавтике
  • 5 Расширение важных тем
  • 6 Поздние годы
  • 7 Теория турбулентности
  • 8 Теория относительности
  • 9 Личная жизнь
  • 10 Избранные работы
  • 11 Ссылки
  • 12 Другие источники
  • 13 Дополнительная литература
  • 14 Внешние ссылки

Ранние годы

Теодорсен родился в Сандефьорде в Вестфолде, Норвегия, в семье Оле Кристиана Теодорсена, главного инженера в норвежском торговом флоте, и его жена Андреа Ларсен. Он был старшим из шести детей. Когда отец Теодора сдавал экзамены на получение лицензии инженера торгового флота, он был единственным претендентом, который правильно ответил на особенно сложный вопрос. К удивлению отца, его тогдашний 12-летний сын также смог решить эту проблему.

В 16 лет, закончив обязательную школу, Теодорсен пошел в гимназию в соседнем городе Ларвик. Оценки Теодорсена были настолько выдающимися, что он поступил в ведущий инженерный университет Норвегии Норвежский технологический институт в Тронхейме.

Эмиграция

В 1922 году Теодорсен окончил университет со степенью магистра. получил диплом инженера-механика и получил место в университете в качестве преподавателя. В том году одним из его учеников был Ларс Онсагер, который стал другом на всю жизнь, а затем получил Нобелевскую премию по химии. Теодорсен, как и многие норвежские инженеры, после нескольких лет работы инструктором в Норвегии решил эмигрировать. В то время в Норвегии было мало рабочих мест для инженеров. Семья его жены знала бывшего норвежского капитана дальнего плавания, который жил в Балтиморе, так что это стало их целью в Америке. Они прибыли в Соединенные Штаты на борту лайнера 25 августа 1924 года.

Университет Джона Хопкинса

Поскольку в Балтиморе было мало рабочих мест, Теодорсен устроился работать в третья смена нефтяником на электростанции Sparrows Point в 20 милях от Балтимора. Затем Университет Джона Хопкинса объявил о вакансии инструктора по машиностроению, и он получил эту должность. Он преподавал в Университете Джонса Хопкинса пять лет. В 1928 году Онсагер преподавал в Университете Джонса Хопкинса в течение одного семестра. Именно тогда Онсагер предложил Теодорсену получить докторскую степень в физике.

Диссертация Теодорсена касалась термодинамики и аэродинамики, которые должны были проникнуть в большую часть его более поздних работ, которые были разработаны в двух частях: 1) ударные волны и взрывы и 2) горение и детонация. По настоянию Джозефа Эймса, президента Университета Джона Хопкинса и председателя Исполнительного комитета Национального консультативного комитета по аэронавтике (NACA ), Теодорсен отправился в NACA в 1929 году в качестве младшего сотрудника физика.

Национального консультативного комитета по аэронавтике

Объект NACA примыкал к базе ВВС Лэнгли около Хэмптона, Вирджиния. Единственное собственное исследовательское подразделение NACA в то время имело высоко мотивированный молодой персонал. Рабочая атмосфера была неформальной, хотя и соревновательной, с открытыми стимулирующими обсуждениями. Однако условия были довольно примитивными. Библиотека состояла из одной небольшой книжной полки. Теодорсен использовал в качестве основы Справочник по машиностроению Hutte и комплект Handbuch der Physik издания 1929 года.

Вскоре Теодорсен возглавил Отдел физических исследований, другие исследовательские отделы - Исследования двигателей и Аэродинамика. Langley NACA в то время находилась в процессе расширения своих экспериментальных мощностей, включив в них полномасштабную аэродинамическую трубу и гидродинамический буксирный бассейн для испытаний корпусов летающих лодок. Предполагаемое расположение буксирного бассейна раньше было полигоном для бомбометания. Одним из первых занятий Теодорсена было изобретение прибора для обнаружения закопанных металлов, и при первом использовании он обнаружил активную бомбу.

Последующие годы были очень продуктивными для Теодорсена в ряде экспериментальных и теоретических областей. Теодорсен усовершенствовал теорию тонкого аэродинамического профиля, представив угол наилучшего обтекания, разработал классическую и элегантную теорию произвольных сечений крыла, провел первое собственное исследование шума, работал над предотвращением пожаров в самолетах и ​​средствами удаления и предотвращения обледенения, внес свой вклад к теории открытых, закрытых и частично открытых испытательных секций в аэродинамической трубе, разработал основную теорию флаттера самолета и ее проверку, провел ранние измерения поверхностного трения на трансзвуковой и сверхзвуковые скорости, разработал использование фреона для экспериментальных аэроупругих работ, придал демпфирующие свойства конструкциям и расширил общую теорию винтов. Во время Второй мировой войны Теодорсен был привлечен для анализа и устранения многих проблем с самолетами, а также для помощи в разработке необходимых модификаций.

Расширение важных тем

Теодорсен был новатором практический инженер в то время, когда большинство его современных теоретиков аэродинамики учились в учебных заведениях и, следовательно, не участвовали в практических инженерных решениях. Работа Теодорсена особенно важна тем, что она по-прежнему играет важную роль в современных исследованиях и технологиях.

Теория произвольных профилей, основанная на конформном отображении, разработанная Теодорсеном, является моделью классической прикладной математики. Две ключевые концепции отличали подход Теодорсена от предшествовавших ему методов, таких как подход фон Мизеса и фон Кармана, и явным образом улучшали его. Одним из них было важное использование комплексной переменной не в обычной форме полинома или степенного ряда, а в форме экспоненциального ряда в степень. Уравнение привело непосредственно к основному уравнению граничных значений, которое, как интегральное уравнение, представляет собой точное решение задачи в терминах заданных данных профиля. Это решение давало точное распределение давления вокруг профиля произвольной формы. Редко в воздухоплавании есть решения «точные». Это один из очень немногих. Этот метод автоматизирован, поэтому полное распределение давления для заданного сечения профиля может быть получено за считанные секунды. Философия подхода Теодорсена заключалась в том, что точная формулировка часто проще и предпочтительнее приближенной, и что, хотя приближения важны в прикладной математике, их следует откладывать как можно дольше.

Подход Теодорсена к flutter также был прямым и чистым, что привело к точному решению, в отличие от предыдущих неявных и приблизительных результатов. Это точное решение флаттера, включая результаты для рулей, сыграло ключевую роль в развитии методов флаттера в Соединенных Штатах. Он позволил инженерам почувствовать влияние переменных и параметров в сложных ситуациях и стал доступен в качестве модели, с которой можно сравнивать приблизительные решения.

Хотя Теодорсен сильно склонялся к основному теоретическому анализу, он обычно сопровождал свою работу экспериментальной проверкой. Он был очень новаторским в инженерии и экспериментальной деятельности, где всегда искал теоретические основы или руководствовался физической интуицией. Он был ответственным за предложение аэродинамической трубы для работы с флаттером, в которой использовалась смесь воздуха и фреона с переменным давлением, чтобы значительно увеличить объем исследований с использованием аэроупругих моделей во всем диапазоне Маха и с меньшими требованиями к мощности. Transonic Dynamics Wind Tunnel, который теперь используется исключительно для аэроупругих исследований, основан на тех же принципах.

Еще одним уникальным объектом, принадлежащим Теодорсену, была башня несущего винта вертолета для аэродинамических исследований и исследований шума. Идеальная динамика пропеллера была подробно рассмотрена в нескольких отчетах и ​​книге. Теодорсен был первым, кто получил надежные данные о сопротивлении поверхностным трением при дозвуковой, трансзвуковой и сверхзвуковой скоростях.

Поздние годы

После ухода из NACA в 1946 году Теодорсен помогал организовывать и управлять Instituto Tecnológico de Aeronáutica (Авиационный технологический институт) (1947–1950) в Бразилии. Затем он работал главным научным сотрудником в США. ВВС с 1950 по 1954 год, за это время он провел важную работу по структуре турбулентности. Затем Теодорсен стал руководителем отдела исследований Republic Aviation Corporation, производителя истребителя P-47 Thunderbolt времен Второй мировой войны, а затем и более позднего F-84 Thunderjet <18.>и F-105 Thunderchief, должность, с которой он ушел в отставку в 1962 году, когда стал активным консультантом Sikorsky Helicopter Corporation, где он специализировался на работе с пропеллерами и винтами вертолетов.

Теория турбулентности

Существенным достижением стал его вклад в структуру турбулентности в статье, посвященной 75-летию Людвига Прандтля. Универсальность турбулентности, от микроявлений до астрофизики, хорошо известна. Турбулентность остается основной нерешенной областью механики жидкости. Теодорсен определил основные составляющие турбулентности члены в уравнениях движения как (q x curl q. Curl curl q); он показал, что двумерная турбулентность не может существовать; что вихрь линии растяжение и изгиб является важным механизмом и ингредиентом турбулентности. Он также обсудил иерархию вихрей (Колмогоров ).

Теория относительности

Хотя жизнь Теодорсена была связана с аэродинамикой, и он опубликовал множество книг и статей в этой области, у него были другие интересы. В частности, он написал статью «Относительность и классическая физика», в которой стремился показать, что результаты теории Альберта Эйнштейна о общей теории относительности можно получить, не прибегая к искривлению пространства. -время модификацией закона всемирного тяготения Ньютона. В статье представлено «успешное преобразование теории относительности в классическую физику... Математические сущности развития Эйнштейна были переопределены в рациональные физические величины и преобразованы в организованную классическую структуру. Пространство-время Эйнштейна было устранено и заменено познавательное время ". Он был опубликован в материалах DKNVS Коллоквиума Теодорсена и в двух более поздних случаях.

Личная жизнь

В 1922 году Теодорсен женился на Иоганне Магделен Хоэм. Ее семья была из Тронхейма. Они поженились в соборе Нидарос, крупнейшей существующей средневековой церкви в Скандинавии. Свадебное торжество прошло в отеле. Их дочь Мюриэль Герд-Пройц и сыновья Теодор Эллиотт и Джон Уиллман родились в Соединенных Штатах.

В 1976 году Теодорсен был удостоен звания почетного доктора Норвежского университета науки и технологий в Тронхейме. Королевское Норвежское общество наук и литературы также провело коллоквиум в его честь в Тронхейме. После непродолжительной болезни Теодорсен умер в 1978 году в возрасте 81 года в своем доме в Центропорт, Лонг-Айленд, Нью-Йорк.

Избранные работы

  • Теория воздействия на стену аэродинамической трубы. (1931)
  • Новый принцип частотного анализа звука (1931)
  • Предотвращение образования льда на вентиляционных отверстиях бензобака (1931)
  • Общая потенциальная теория произвольных секций крыла (1932)
  • Экспериментальная проверка теории граничных помех в аэродинамической трубе (1934)
  • Общая теория аэродинамической нестабильности и механизм флаттера (1935)
  • Характеристики шесть гребных винтов, включая высокоскоростной диапазон (1937)
  • Нестационарный поток в сочетании с крылом, элероном и язычком, включая аэродинамический баланс (1942)
  • Расширение доказательств Чаплыгина о существовании сжимаемого потока Решения сверхзвуковой области (1946)
  • Теория пропеллеров (1948)
  • Структура турбулентности (1954)
  • Теория статических пропеллеров и Хель Роторы icopter (1968)

Ссылки

Другие источники

  • Андерсон, Джон Дэвид. История аэродинамики и ее влияние на летающие машины. (Cambridge University Press, 1999) ISBN 0-521-66955-3
  • Доуэлл, Эрл Х. (ред.) Современный взгляд и оценка работ Теодора Теодорсена, физик и инженер. (Американский институт аэронавтики и астронавтики, 1992) ISBN 0-930403-85-1
  • Хансен, Джеймс Р. (ред.) Ветер и не только: Документальное путешествие в историю аэродинамики в Америке (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, 2003) ISBN 0-7567-4314-1
  • Джонс, RT (сост.) Классика Аэродинамическая теория. (University Press of the Pacific, 2005) ISBN 1-4102-2489-9

Дополнительная литература

  • Эрл Х. Доуэлл (редактор) Теодор Теодорсен в современном видении ( Американский институт аэронавтики и астронавтики. Декабрь 1992 г.) ISBN 978-0930403850

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-11 08:10:22
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте