林同骥(1918年12月12日-1993年7月29日),出生于北京,毕业于国立中央大学,获得英国
伦敦大学航空工程博士学位,
流体力学家,中国科学院学部委员(院士)。
1942年,大学毕业的林同骥进入四川
南川第二飞机制造厂工作。1945年,公费留学
英国,并获得博士学位,而后陆续任职于
华盛顿大学、
加利福尼亚大学和
布朗大学,取得了多项学术成果。1955年,林同骥回到中国,参与创建
中国科学院力学研究所,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。1958年,又参与
中国科学技术大学创建工作。1966年,承担
人造卫星回收方案的研究任务,并取得重要成果。1973年,开始对
导弹的防热设计展开研究,提出并解决了端头热应力热匹配问题。1980年后,林同骥研究转向海洋工程,先后协同
钱学森、
钱伟长等科学家,向中国政府提出开发海洋的重大建议,设计建造了中国第一个U形振荡水槽,并展开了相应研究。曾担任
中国科学院力学研究所研究员、副所长,《
力学学报》主编。曾荣获
国家自然科学奖特等奖、“献身国防科技事业”荣誉证章,著有《高超声速空气动力学》《海洋工程流体力学》等专著。
人物生平
早年经历
1918年,林同骥出生于北京,幼年时,曾插班上过一年多小学。1932年进入
北京汇文中学学习。
1933年到1937年,林同骥随家迁居南京,就读于南京金陵中学。1937年抗日战争爆发后,又随父亲迁往
重庆市,并在重庆
沙坪坝区南开中学完成中学学业。在见证过
日本侵略军飞机对中国的狂轰烂炸后,林同骥决心投身航空事业,并于1938年考入
中央大学航空工程系。
工作与科研
1942年,林同骥大学毕业后,进入四川
南川第二飞机制造厂,从事
发动机的修理和检验工作,并跟随试飞。
1945年,林同骥考取了公费留学
英国,先是在英国卜力司土(
布里斯托尔)飞机制造厂做了半年实习工程师,后又进入
伦敦大学航空工程系研究生院攻读博士学位。并于1948年,成功获得伦敦大学研究生院航空工程博士学位。
1948年,林同骥前往美国,先是在
华盛顿大学从事稀薄气体的研究和教学工作,因其在稀薄气体领域的研究成果,又被邀请到
加利福尼亚大学工作。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,林同骥偕同夫人张斌,回到中国,在钱学森和
郭永怀的带领下,参与创建
中国科学院力学研究所,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开创性的贡献,并因此获评全国先进工作者。1958年,中国科技大学成立,林同骥参与主持了力学系高速空气动力学专业的组建工作,主持了课程设置、教材编写等教研室工作,编写了讲义《高超声速空气动力学》,并亲自授课,创造了“旗杆式”(基础+尖端)工科人才培养模式,为中国培育众多科技人才。
1966年,中国开始“文化大革命”,林同骥的夫人张斌和林同骥先后受到迫害,林同骥顶着困难,承担了
人造卫星回收方案的研究工作,通过研究稀薄气体
边界层内
驻点附近的流动,林同骥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黏性对总压的修正,为在滑流领域利用皮托管测量总压提供了理论依据。从外,他还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,开展了射流理论、小
曲率半径喷管跨
音速理论研究等工作,为中国航空器高速高空发展提供了理论研究成果,为中国
人造卫星成功回收做出了重要贡献。
1973年,林同骥投入中国第一代洲际导弹的防热研究,先后对于中
远程导弹的气动力、气动热问题、跨声速流场分析以及不可压缩振荡流等展开研究,在再入飞行器防热、再入物体的表面烧蚀等方面取得一系列重要成果,先后获国家自然科学
特等奖1项、国家发明四等奖1项、国防科委科技进步
二等奖1项以及中国科学院奖4项。
20世纪70年代末到80年代初,林同骥就学科的发展与研究方法提出观点,认为应积极开展新兴的、基础的、应用面较广的分支学科的研究。1980年,林同骥当选为中国科学院数理学部学部委员(院士)。1982年,又当选为数理学部常务委员。同年,林同骥出任中国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。并于1983年,协同钱学森、钱伟长、
庄逢甘等科学家,向中国政府提出开发海洋的重大建议,发展海洋工程力学。1986至1990年期间,其主持了中国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,并亲自带领课题组承担了海洋工程
流体力学研究中的基础与核心课题:振荡流动和旋涡运动。
人物逝世
1993年7月29日,林同骥在美国病逝,享年75岁。
主要成就
科研成就
弹性力学领域
20世纪40年代,林同骥在研究翼型截面柱体的
圣维南(St.Venant)扭转和弯曲问题上,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,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。这些弹性力学方面的研究工作,在当时不论是方法上,还是结果上都具有独创性。
稀薄气体领域
在航空器向高速高空发展初期,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。此外,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、粘性系数、气体稀薄参数、
路德维希·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-
乔治·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。这些研究成果,被众多学术专著、
教科书和物理学手册所引用。
气体动力学领域
林同骥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,该设备提供了大量实验数据,为
中航集团、航天以及兵器工业开创初期的设计与研制作出重要贡献。20世纪50年代末至60年代初,根据中国航天事业发展的需要,林同骥转向高超声速空气动力学的基础研究,将高温气体的热力学性质、统计力学和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。60年代后期,林同骥通过分析跨
音速流动的物理特性,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。并于1980年在第一届
亚洲流体力学会议上做了题为《无粘跨声速流场分析》的特邀报告,此后,该方法被教材《气体动力学基础》收录到跨声速流动章节中。
导弹研制工作
在中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,林同骥提出并解决了端头热应力热匹配问题,为弹头结构设计提供了依据。针对再入飞行器防热和气动性能需要而提出的烧蚀图像研究,林同骥发现了凹坑、熔樱等重要的新的烧蚀图像和熔樱、花纹等图像的表面流纹细节,以及烧蚀图像的分类、各类图像的主要形成步骤,和
边界层雷诺数对各类图像出现的控制作用,据此,他提出了形成烧蚀图像的流动模型,其对吉林陨石雨烧蚀图像的研究,成为吉林陨石雨研究的一部分,于1981年获国家自然科学
特等奖。关于烧蚀图像的研究亦为中国
洲际弹道导弹的防热设计作出了贡献。
内流理论研究
林同骥以风洞收缩段设计为背景,通过分析收缩段内
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,林同骥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。
针对二维拉伐尔喷管的流动问题,林同骥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,为喷管
中亚跨
音速流动研究提供了基础。
海洋工程力学领域
20世纪80年代起,林同骥协同钱学森、钱伟长、
庄逢甘等科学家,向中国政府提出开发海洋的重大建议,林同骥以海洋油气资源开发为背景,主持了中国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,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,有效推进了海洋工程力学这一新兴力学分支学科的发展。林同骥主持设计、建造了中国第一座U型振荡水槽,该设备采用抽吸式空气活塞激振以及弯段水槽的设计,以较低的成本达到了良好的试验段流场品质。
此外,通过解析求解纳维尔-
乔治·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。
学术论著
林同骥学术论著丰富,涵盖弹性力学、
空气动力学、内流理论、海洋
工程力学等多个领域。在弹性力学方面,发表有论文《双曲型翼截面柱体的圣维朗扭转问题》;在气体动力学方面,其将高温气体的热力学性质、统计力学和气体动力学三者相结合,编写了《高超声速空气动力学》讲义;在内流理论方面,著有《曲线叶栅的绕流问题》;在烧蚀现象的研究上,著有《吉林陨石烧蚀图象分析》《有序熔楔和转捩》《烧蚀图象与流动模型》等;在海洋工程力学方面,著有《海洋工程流体力学》。此外,林同骥还撰有《现代力学的发展》《矩形截面直管中的振荡流动》等论著。
人才培养
1958年,
中国科学技术大学创建,林同骥被聘为高速
空气动力学教研室主任,协助钱学森主持近代力学系高速空气动力学专业的组建工作。林同骥参与主持了相关专业课程设置、教材编写等教研室工作。并将高温气体的热力学性质、统计力学和气体动力学三者相结合,编写了《高超声速空气动力学》讲义,亲自在学校授课。在该校第一届高速空气动力学
专业学生毕业前,林同骥还专门对学生毕业论文的指导老师和选题等事宜,做了安排。其创造的这种“旗杆式”(基础+尖端)工科人才培养模式,体现了“科研与教学相结合”和“理工结合”,为中国培养了包括
吴应湘、
王柏懿等在内众多力学人才。作为国务院学位委员会理学学科评议组成员,其多次参加制订学科规划,为学科设置、学位制度的建立健全等作出了贡献。1990年,被评为
中国科学院优秀研究生导师。
荣誉与获奖
担任职务
林同骥曾担任
中国科学院力学研究所副所长,第一、第二届国务院学位委员会理学学科评议组成员等职,还兼任了众多力学领域职务及社会职务。下表列出其担任过的主要职务:
家庭生活
人物评价
林同骥的学术成果众多,
中国力学学会对林同骥的介绍中,赞扬了其在稀薄
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着重要的研究成果,并表示:
林同骥的学生、力学所研究员
吴应湘谈及恩师时,亦表示:
在“文革”期间,林同骥曾遭受到不公正待遇,但他仍坚持科研,《
科技日报》在纪念林同骥的文章中评价道:
同样的,林同骥的助手、力学所研究员浦群在谈及林同骥时,亦认为: