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东瀚云庄林氏----林同骥

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发表于 2008-5-16 12:41:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
林同骥
(1918一1993)

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,为我国航天事业和海洋工程的发展作出了贡献。
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(Bristol)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。他主持设计建造了我国第一座暂冲式超声速风洞,为我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,林同骥投入了我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。为表彰他对我国国防事业的贡献,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。
  自70年代末到80年代初,林同骥在分析了力学发展的新趋势后认为:从学科发展上看,一些基本性的流体力学问题,如分离和旋涡运动的研究已刻不容缓;从应用上看,流体力学除结合航空航天技术外,应积极开展新兴的、基础的、应用面较广的分支学科的研究。在研究方法上,他提出实验研究与理论研究必须密切配合,通过小型实验设备、先进的测试手段与理论分析紧密结合,进一步认识一些既复杂又基本的流动现象,以形成自己的研究特色。

1982年,他担任国家科委六五攻关项目工程力学中若干重要问题研究协调组组长。1986至1990年,他主持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,并亲自带领课题组同志承担海洋工程流体力学研究的基础与核心课题之一——振荡流动和旋涡运动。
  自70年代末起,林同骥还担任了许多力学方学方面的职务,例如,1980年,他当选为中国科学院数理学部委员。自1982年起,任数理学部常务委员。1980年起,任国际理论与应用力学联合会理事,在19821990年期间,他是该国际联合会大会委员会的成员。19831991年,任亚洲流体力学学会副主席。1986年至今,任国际《流体动力学研究》杂志的编委。1982年至1986年期间,任中国力学学会副理事长兼秘书长。他还担任过中国科学院力学研究所副所长、中国航空学会理事等职务,为我国力学学术刊物的出版耗费了许多心血。他还担任第一、第二届国务院学位委员会理学学科评议组成员。此外,林同骥以满腔热情投入到工作中去,为推动中国力学科学的发展,促进中国力学科学与国际力学界的交流作出贡献。
对弹性力学的研究成果和方法具有独创性
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(St.Venant)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。
在稀薄气体理论研究上颇多建树
  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。
促进了我国气体动力学的发展
  回国后的30多年中,林同骥对我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,他主持设计建造了我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,为我国航空、航天以及兵器工业开创时期的设计与研制作出重要贡献。近看今日我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。
坚持理论与实际相结合 为导弹研制作贡献
  林同骥认为,生产实际的需要是力学发展的重要推动力,在实际中往往能发现和认识新的力学现象,而理论研究也需要实际的检验与反馈。因此,他一贯重视深入工程实际去了解问题、提出问题,开展研究。在我国第一代洲际导弹弹头防热材料的选择以及端头结构方案的确定中,他深入实际,做了大量工作。端头热应力热匹配问题的提出,以及为解决这一问题所进行的理论分析和实验研究,为弹头结构设计提供了依据。在他的带领下,与设计部门共同讨论所确定的端头防热结构,经受了地面和飞行模拟考核试验。
  在解决工程实际问题的同时,他十分重视从中提炼更具普遍意义的力学研究课题。烧蚀图像的研究是由再入飞行器防热和气动性能需要而提出的。针对这一复杂现象,他采取了提出问题、了解问题和预估问题穿插进行的方法。从复现烧蚀图像入手,通过地面模拟实验、陨石表面烧蚀图像考察,以及再入飞行器回收残骸分析,广泛收集第一手资料,从而发现了凹坑、熔楔等重要的新的烧蚀图像和熔楔、花纹等图像的表面流纹细节。在此基础上,通过进一步开展系统的模型试验,他又发现了烧蚀图像的分类、各类图像的主要形成步骤,以及边界层雷诺数对各类图像出现的控制作用。在发现和认识熔楔在球头表面的有序分布、熔楔所具有的特定表面形态、熔楔与边界层转捩的联系,以及菱形花纹内部流纹细节的基础上,他提出了形成烧蚀图像的流动模型。1981年,吉林陨石雨烧蚀图像的研究,作为吉林陨石雨研究的一部分,获国家自然科学特等奖。
以工程应用为背景进行内流理论研究
林同骥依据力学学科的特点,对科研选题方向有自己的见解,他认为选题既要有学术水平,又要对生产的发展有意义,基础理论研究和应用基础研究须两者兼顾为好。林同骥的复变函数理论功底深厚。他在理想不可压缩流体流动研究方面的许多成果都体现了这一选题思想。

50年代,以风洞收缩段设计为背景,他细致地分析了收缩段内流体加速流动的特性,提出在速度面上应采用扇形边界的观点,对应每一收缩比有一个最佳的扇形张角。以此为基础利用保角变换和椭圆积分,得到了在保证进出口流速均匀、壁面不出现逆压梯度和压力突变条件下,收缩快、长度短的二维收缩段壁面型线的设计方法。
  针对叶轮机械中需用弯度较大的叶片,他研究了曲线叶栅的绕流问题,给出了可调整叶栅稠度、栅角、叶片进口角和出口角等4个参数的不可压缩流体绕流曲线叶栅的精确解。
  70年代,考虑到气动激波喷管往往采用较小的喉部曲率半径,他对二维拉伐尔喷管的流动进行了研究。利用速度图法在速度面上采用尾部分岐并前后相错的厚翼型,得到了不可压缩无粘流体二维拉伐尔喷管流动的精确解。它可用于任何收缩比和扩张比的、并在大范围内选择喉部壁面曲率半径的拉伐尔喷管型线设计,亦为喷管中亚跨声速流动研究提供了基础。
积极推动海洋工程力学研究
  80年代起,考虑到我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、建造了我国第一座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。
为推进我国的力学学科发展努力奉献
几十年来,林同骥潜心科学研究,同时也在为我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。
  多年来,林同骥为推动我国力学学科的发展,积极开展国内外学术交流活动。1980年,周培源与他率领中国力学学会代表团,出席了第十五届国际理论与应用力学大会。此后,作为这个国际学术组织理事会成员,他为中国力学界参与国家交流做了许多工作。1981年,他和周培源一起,同日本和印度的力学家共同发起定期召开亚洲流体力学学术会议,以促进亚洲地区力学界的学术交流。到目前为止,已召开了四届亚洲流体力学学术会议。他还积极组织了中国力学学会、中国航空学会的恢复活动,以及支持成立空气动力研究会、出版力学学科的学术著作和刊物。他曾先后担任《力学学报》的副主编、主编达十余年之久,无论工作多么繁忙,他都亲自审查稿件,组织编委会和编辑部的具体工作,为之倾注了大量心血。
  林同骥深深懂得国家要兴旺、科学要发达,人才是关键。他多次谈到:郭永怀所长生前说过,我们老一点的要把年轻一代培养出来,为他们做铺路石子。几十年来,他辛勤耕耘,为国家培养了一批又一批科技人才。林同骥对中青年同志学术上严格要求、生活上关怀备至。在他指导下工作过的同志都有共同的体会:他既是严师,又是亲切的长者,即使工作已分开多年,遇到学术上或思想上的问题,大家还都愿找他交谈。自70年代末国家恢复学位制度后,他注意发挥中青年骨干的作用,成立了研究生指导小组培养学生,也起到了学术上取长补短的作用。针对一些学生不愿做实验,认为做实验艰苦且不易在短期内出成果的思想,他谆谆告诫他们要注意从理论、计算和实验多方面培养从事科研的实际能力,不能光为拿学位而徒有虚名。林同骥高尚的思想品德赢得了人们的敬重,1990年,他被评为中国科学院优秀研究生导师。

他看事业重如山,视名利淡如水。他常说:工作成绩是踏踏实实干出来的,不是争来的。他总是超负荷地工作,在任何情况下,他都始终坚持以主要精力从事科研第一线的工作。他治学严谨,学风正派,注重理论联系实际。他常对中青年人说:实际需要的问题应先做,只有深入实际才能发现新现象,提出新问题,才能检验研究的正确性。他始终认为在治学中对科学的热爱、献身和勤奋是最重要的,科学上的成就与所花的精力和时间成正比,几十年来,尽管个人生活道路几经坎坷,他始终一往情深,潜心科学研究,为国家为人民默默地作出奉献。
  1993年7月29日,林同骥逝世于美国,终年75岁。
  (作者:浦群)
简历
  1918年12月12日 生于北京。
  19381942年 重庆中央大学航空工程系学习,获学士学位。
  19421945年 任四川南川第二飞机制造厂检验员。
  19451946年 任英国卜力司土(Bristol)飞机制造厂实习工程师。
  19461948年 英国伦敦大学航空工程系研究生院学习,获博士学位。
  19481953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。
  19531955年 任美国布朗大学研究员。
  19551970年 任中国科学院力学研究所副研究员,1957年任研究员。
  19701974年 任第七机械工业部207所研究员。
  19741978年 任第七机械工业部701所研究员、副所长。
  19781982年 任中国科学院力学研究所副所长。
  19791990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。
  19821986年 任中国力学学会副理事长兼秘书长。
  19831991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。
主要论著
1 Lin Tong-ji,Whitehead G.The St.Venant torsion problem for the hyperbolic airfoil cross seCtion.Bulletin,University of Washington,Seattle,Washington:1951(118).
  2 Lin Tong-ji.Schaff A.Effect of slip on flow near stagnation point and in aboundary layer.NACA TN 2563,Washington:1951.
  3 Lin Tong-ji.Ducts for accelerated flow.Proceedings of the Second U.S.National Congress of Applied Mechanics,1954.
  4 Lin Tong-ji,Jia Zhen-xue.InvisCid transonic flow field analysis.Pro-ceedings of the Indian Academy of Sciences,1981(4):315345.
  5 林同骥,陈仲英等.有序熔楔和转捩.力学学报,1981(4):326332.
  6 Lin Tong-ji,Pu Qun.On the formation of regmaglypts On meteorites.Fluid Dynamics Research,1986(1):181-199.
  7 林同骥,浦群.矩形截面直管中的振荡流动.力学学报,1986(6):481491.
  8 林同骥,浦群.现代力学的发展.力学进展,1990(1):110.
  9 Lin Tongji,Pu Qun.The effect of the outer boundary on streaming induced vorteX f1ow around an oscillating circular Cylinder.Proc.of 7th Cong.APD-IAHR,1990():9196.



                          (转自《中国科学技术专家传略》)

发布时间:2007-1-19

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