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林同驥
來源:互聯網

林同驥(1918年12月12日-1993年7月29日),出生于北京,畢業于國立中央大學,獲得英國倫敦大學航空工程博士學位,流體力學家,中國科學院學部委員(院士)。

1942年,大學畢業的林同驥進入四川南川第二飛機制造廠工作。1945年,公費留學英國,并獲得博士學位,而后陸續任職于華盛頓大學加利福尼亞大學布朗大學,取得了多項學術成果。1955年,林同驥回到中國,參與創建中國科學院力學研究所,主持設計建造了中國第一座暫沖式超聲速風洞和氣源系統。1958年,又參與中國科學技術大學創建工作。1966年,承擔人造衛星回收方案的研究任務,并取得重要成果。1973年,開始對導彈的防熱設計展開研究,提出并解決了端頭熱應力熱匹配問題。1980年后,林同驥研究轉向海洋工程,先后協同錢學森錢偉長等科學家,向中國政府提出開發海洋的重大建議,設計建造了中國第一個U形振蕩水槽,并展開了相應研究。曾擔任中國科學院力學研究所研究員、副所長,《力學學報》主編。曾榮獲國家自然科學獎特等獎、“獻身國防科技事業”榮譽證章,著有《高超聲速空氣動力學》《海洋工程流體力學》等專著。

人物生平

早年經歷

1918年,林同驥出生于北京,幼年時,曾插班上過一年多小學。1932年進入北京匯文中學學習。

1933年到1937年,林同驥隨家遷居南京,就讀于南京金陵中學。1937年抗日戰爭爆發后,又隨父親遷往重慶市,并在重慶沙坪壩區南開中學完成中學學業。在見證過日本侵略軍飛機對中國的狂轟爛炸后,林同驥決心投身航空事業,并于1938年考入中央大學航空工程系。

工作與科研

1942年,林同驥大學畢業后,進入四川南川第二飛機制造廠,從事發動機的修理和檢驗工作,并跟隨試飛。

1945年,林同驥考取了公費留學英國,先是在英國卜力司土(布里斯托爾)飛機制造廠做了半年實習工程師,后又進入倫敦大學航空工程系研究生院攻讀博士學位。并于1948年,成功獲得倫敦大學研究生院航空工程博士學位。

1948年,林同驥前往美國,先是在華盛頓大學從事稀薄氣體的研究和教學工作,因其在稀薄氣體領域的研究成果,又被邀請到加利福尼亞大學工作。1953年,林同驥到布朗大學應用數學系從事流體力學和彈性力學方面的研究。

1955年,林同驥偕同夫人張斌,回到中國,在錢學森和郭永懷的帶領下,參與創建中國科學院力學研究所,主持設計建造了中國第一座暫沖式超聲速風洞,為中國實驗空氣動力學的發展作出開創性的貢獻,并因此獲評全國先進工作者。1958年,中國科技大學成立,林同驥參與主持了力學系高速空氣動力學專業的組建工作,主持了課程設置、教材編寫等教研室工作,編寫了講義《高超聲速空氣動力學》,并親自授課,創造了“旗桿式”(基礎+尖端)工科人才培養模式,為中國培育眾多科技人才。

1966年,中國開始“文化大革命”,林同驥的夫人張斌和林同驥先后受到迫害,林同驥頂著困難,承擔了人造衛星回收方案的研究工作,通過研究稀薄氣體邊界層駐點附近的流動,林同驥發現壁面氣流滑移效應與無滑移解的一階導數成正比,從而得到了壁面氣流滑移對駐點總壓影響的理論解,并指出稀薄氣體的作用是增大了黏性對總壓的修正,為在滑流領域利用皮托管測量總壓提供了理論依據。從外,他還研究了稀薄氣體在兩個平板和兩個同心圓柱間的高速流動問題,開展了射流理論、小曲率半徑噴管跨音速理論研究等工作,為中國航空器高速高空發展提供了理論研究成果,為中國人造衛星成功回收做出了重要貢獻。

1973年,林同驥投入中國第一代洲際導彈的防熱研究,先后對于中遠程導彈的氣動力、氣動熱問題、跨聲速流場分析以及不可壓縮振蕩流等展開研究,在再入飛行器防熱、再入物體的表面燒蝕等方面取得一系列重要成果,先后獲國家自然科學特等獎1項、國家發明四等獎1項、國防科委科技進步二等獎1項以及中國科學院獎4項。

20世紀70年代末到80年代初,林同驥就學科的發展與研究方法提出觀點,認為應積極開展新興的、基礎的、應用面較廣的分支學科的研究。1980年,林同驥當選為中國科學院數理學部學部委員(院士)。1982年,又當選為數理學部常務委員。同年,林同驥出任中國國家科委六五攻關項目工程力學中若干重要問題研究協調組組長。并于1983年,協同錢學森、錢偉長、莊逢甘等科學家,向中國政府提出開發海洋的重大建議,發展海洋工程力學。1986至1990年期間,其主持了中國七五國家自然科學基金重大項目海洋工程中的力學問題研究,并親自帶領課題組承擔了海洋工程流體力學研究中的基礎與核心課題:振蕩流動和旋渦運動。

人物逝世

1993年7月29日,林同驥在美國病逝,享年75歲。

主要成就

科研成就

彈性力學領域

20世紀40年代,林同驥在研究翼型截面柱體的圣維南(St.Venant)扭轉和彎曲問題上,利用復變函數,給出雙曲翼型內域的保角變換,構造了有效的周線積分,提出了翼型截面內奇點的消除方法,從而獲得不同厚度和不同彎度的翼型截面柱體圣·維南扭轉和彎曲問題的精確解析解。根據航空器薄殼結構和在高速飛行下產生高頻振動現象,提出并解決了高頻振動下殼壁截面的轉動慣量和橫向剪切的雙重效應影響問題。這些彈性力學方面的研究工作,在當時不論是方法上,還是結果上都具有獨創性。

稀薄氣體領域

在航空器向高速高空發展初期,林同驥研究了稀薄氣體邊界層駐點附近的流動,發現壁面氣流滑移效應與無滑移解的一階導數成正比,從而得到了壁面氣流滑移對駐點總壓影響的理論解,并指出稀薄氣體的作用是增大了粘性對總壓的修正,為在滑流領域利用皮托管測量總壓提供了理論依據。此外,林同驥還分別研究了稀薄氣體在兩個平板和兩個同心圓柱間的高速流動問題,給出了高速流動下氣體粘性系數和熱傳導系數隨溫度變化時的滑流流場解,分析了壁面溫度比、流場平均馬赫、粘性系數、氣體稀薄參數、路德維希·普朗特數、比熱比、供應系數和麥克斯威爾反射系數等8個參數對壁面壓力、摩擦阻力和兩壁間熱傳導的影響,為考察較納維爾-喬治·斯托克斯方程高階的Burnnet方程中高階項作用的實驗研究提供了理論依據。這些研究成果,被眾多學術專著、教科書和物理學手冊所引用。

氣體動力學領域

林同驥主持設計建造了中國第一座暫沖式超聲速風洞和氣源系統,該設備提供了大量實驗數據,為中航集團、航天以及兵器工業開創初期的設計與研制作出重要貢獻。20世紀50年代末至60年代初,根據中國航天事業發展的需要,林同驥轉向高超聲速空氣動力學的基礎研究,將高溫氣體的熱力學性質、統計力學和氣體動力學三者相結合,編寫了《高超聲速空氣動力學》講義,并親赴中國科技大學講授。60年代后期,林同驥通過分析跨音速流動的物理特性,指出在相應的不可壓縮流線和等勢線的曲線坐標系內,流場中任意點上可壓縮流動的流線與相應的不可壓縮流動流線之間的夾角很小,因此可將高度非線性的無粘跨聲速流動基本方程大大簡化。基于這一思想,獲得了無粘跨聲速內外流動問題的一系列成果。并于1980年在第一屆亞洲流體力學會議上做了題為《無粘跨聲速流場分析》的特邀報告,此后,該方法被教材《氣體動力學基礎》收錄到跨聲速流動章節中。

導彈研制工作

在中國第一代洲際導彈彈頭防熱材料的選擇以及端頭結構方案的確定中,林同驥提出并解決了端頭熱應力熱匹配問題,為彈頭結構設計提供了依據。針對再入飛行器防熱和氣動性能需要而提出的燒蝕圖像研究,林同驥發現了凹坑、熔櫻等重要的新的燒蝕圖像和熔櫻、花紋等圖像的表面流紋細節,以及燒蝕圖像的分類、各類圖像的主要形成步驟,和邊界層雷諾數對各類圖像出現的控制作用,據此,他提出了形成燒蝕圖像的流動模型,其對吉林隕石雨燒蝕圖像的研究,成為吉林隕石雨研究的一部分,于1981年獲國家自然科學特等獎。關于燒蝕圖像的研究亦為中國洲際彈道導彈的防熱設計作出了貢獻。

內流理論研究

林同驥以風洞收縮段設計為背景,通過分析收縮段內流體加速流動的特性,提出在速度面上應采用扇形邊界的觀點,對應每一收縮比有一個最佳的扇形張角,以此為基礎利用保角變換和橢圓積分,得到了在保證進出口流速均勻、壁面不出現逆壓梯度和壓力突變條件下,收縮快、長度短的二維收縮段壁面型線的設計方法。

針對葉輪機械中需用彎度較大的葉片,林同驥研究了曲線葉柵的繞流問題,給出了可調整葉柵稠度、柵角、葉片進口角和出口角等4個參數的不可壓縮流體繞流曲線葉柵的精確解。

針對二維拉伐爾噴管的流動問題,林同驥利用速度圖法在速度面上采用尾部分岐并前后相錯的厚翼型,得到了不可壓縮無粘流體二維拉伐爾噴管流動的精確解,為噴管中亞音速流動研究提供了基礎。

海洋工程力學領域

20世紀80年代起,林同驥協同錢學森、錢偉長、莊逢甘等科學家,向中國政府提出開發海洋的重大建議,林同驥以海洋油氣資源開發為背景,主持了中國國家科委六五攻關項目“工程力學中若干重要問題研究”和七五國家自然科學基金重大項目“海洋工程中的力學問題”研究,為經濟安全地設計建造海洋平臺和有效地進行油氣生產提供了科學依據,有效推進了海洋工程力學這一新興力學分支學科的發展。林同驥主持設計、建造了中國第一座U型振蕩水槽,該設備采用抽吸式空氣活塞激振以及彎段水槽的設計,以較低的成本達到了良好的試驗段流場品質。

此外,通過解析求解納維爾-喬治·斯托克斯方程,林同驥給出了矩形截面直管中層流振蕩流動的解,揭示了流動的速度分布隨著振蕩流動雷諾數的變化,由低頻高粘性類型向高頻低粘性邊界層型演化的特性,以及管道的壁面和角部對振蕩流動的影響。

學術論著

林同驥學術論著豐富,涵蓋彈性力學、空氣動力學、內流理論、海洋工程力學等多個領域。在彈性力學方面,發表有論文《雙曲型翼截面柱體的圣維朗扭轉問題》;在氣體動力學方面,其將高溫氣體的熱力學性質、統計力學和氣體動力學三者相結合,編寫了《高超聲速空氣動力學》講義;在內流理論方面,著有《曲線葉柵的繞流問題》;在燒蝕現象的研究上,著有《吉林隕石燒蝕圖象分析》《有序熔楔和轉捩》《燒蝕圖象與流動模型》等;在海洋工程力學方面,著有《海洋工程流體力學》。此外,林同驥還撰有《現代力學的發展》《矩形截面直管中的振蕩流動》等論著。

人才培養

1958年,中國科學技術大學創建,林同驥被聘為高速空氣動力學教研室主任,協助錢學森主持近代力學系高速空氣動力學專業的組建工作。林同驥參與主持了相關專業課程設置、教材編寫等教研室工作。并將高溫氣體的熱力學性質、統計力學和氣體動力學三者相結合,編寫了《高超聲速空氣動力學》講義,親自在學校授課。在該校第一屆高速空氣動力學專業學生畢業前,林同驥還專門對學生畢業論文的指導老師和選題等事宜,做了安排。其創造的這種“旗桿式”(基礎+尖端)工科人才培養模式,體現了“科研與教學相結合”和“理工結合”,為中國培養了包括吳應湘王柏懿等在內眾多力學人才。作為國務院學位委員會理學學科評議組成員,其多次參加制訂學科規劃,為學科設置、學位制度的建立健全等作出了貢獻。1990年,被評為中國科學院優秀研究生導師。

榮譽與獲獎

擔任職務

林同驥曾擔任中國科學院力學研究所副所長,第一、第二屆國務院學位委員會理學學科評議組成員等職,還兼任了眾多力學領域職務及社會職務。下表列出其擔任過的主要職務:

家庭生活

人物評價

林同驥的學術成果眾多,中國力學學會對林同驥的介紹中,贊揚了其在稀薄氣體力學、高超聲速、跨聲速空氣動力學和不可壓縮流體動力學等廣泛的領域中都有著重要的研究成果,并表示:

林同驥的學生、力學所研究員吳應湘談及恩師時,亦表示:

在“文革”期間,林同驥曾遭受到不公正待遇,但他仍堅持科研,《科技日報》在紀念林同驥的文章中評價道:

同樣的,林同驥的助手、力學所研究員浦群在談及林同驥時,亦認為:

參考資料 >

林同驥-中國科學院院士.中國工程院院士館.2023-01-31

林同驥.中國科學院.2023-01-31

追夢中華?學僑史 憶僑杰094.福建省歸國華僑聯合會.2023-02-11

林同驥.科學人生·百年.2023-01-31

空氣動力學及液體力學大師-林同驥.南京市金陵中學.2023-02-11

第七章 十年“文化大革命”的內亂.中國政府網.2023-02-09

林同驥.中國力學學會.2023-02-09

一往情深,潛心科學,報效祖國 ——記林同驥先生.中國科普博覽.2023-02-09

林同驥:一位愛科研如生命的“好老頭兒”.科學網.2023-02-11

王柏懿校友做客科大精神報告會 講述5907學子創新報國的故事.中國科學技術大學新聞網.2023-02-23

林同驥(1918-1993):國立中央大學航空工程系1942年畢業校友 1980年當選中國科學院學部委員.東南大學校友總會.2023-02-22

第一屆理事會(1957-02-01 —— 1982-05-01).中國力學學會.2023-02-23

歷屆全國人民代表大會歷次會議.中國政府網.2023-02-23

第五屆中國人民政治協商會議全國委員會組成人員名單.中國政協網.2023-02-23

第二屆理事會(1982-05-01 —— 1986-07-31).中國力學學會.2023-02-23

第六屆中國人民政治協商會議全國委員會組成人員名單.中國政協網.2023-02-23

第三屆理事會(1986-07-31 —— 1990-08-31).中國力學學會.2023-02-23

第七屆中國人民政治協商會議全國委員會組成人員名單.中國政協網.2023-02-23

第四屆理事會(1990-08-31 —— 1994-08-01).中國力學學會.2023-02-23

也說蘭圃林氏兄弟三院士.福州新聞網.2023-02-11

力學所召開“林同驥院士九十誕辰紀念會”.中國科學院力學研究所 .2023-02-11

林同驥.中國力學學會.2023-02-23

?他用41年研究“上天”,10年研究“入海”. 科技日報微信公眾號.2023-02-23

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