Ludwig Prandtl- Ludwig Prandtl

Ludwig Prandtl
Prandtl-Porträt.jpg
Ludwig Prandtl
Geboren ( 1875-02-04 )4. Februar 1875
Ist gestorben 15. August 1953 (1953-08-15)(78 Jahre alt)
Staatsangehörigkeit Deutsche
Alma Mater Technische Universität München , RWTH Aachen
Bekannt für Grenzschicht
Mischungslängentheorie
Lifting-Linien-Theorie
Membrananalogie
Prandtl-Bedingung
Prandtl-Zahl
Prandtl-Meyer-Expansionsfächer
Prandtl-Meyer-Funktion
Prandtl-Batchelor-Theorem
Prandtl-Glauert-Transformation
Prandtl-Glauert-Singularität
Prandtl-Tomlinson-Modell
Auszeichnungen Ackermann-Teubner-Gedächtnispreis (1918)
Daniel-Guggenheim-Medaille (1930)
Wilhelm-Exner-Medaille 1951
Wissenschaftlicher Werdegang
Felder Aerodynamik
Institutionen Universität Göttingen ,
Technische Universität Hannover
These Kippphänomene, Ein Fall von instabilem elastischem Gleichgewicht  (1899)
Doktoratsberater August Föppl
Doktoranden Ackeret , Blasius , Busemann , Munk , Nikuradse , Pohlhausen, Schlichting , Tietjens, Tollmien , von Kármán , Timoshenko , Vâlcovici , Vishnu Madav Ghatage und viele andere (insgesamt 85).

Ludwig Prandtl (4. Februar 1875 – 15. August 1953) war ein deutscher Strömungsmechaniker, Physiker und Raumfahrtwissenschaftler. Er war ein Pionier in der Entwicklung strenger systematischer mathematischer Analysen, die er zur Grundlage der Wissenschaft der Aerodynamik verwendete , die zur Grundlage der angewandten Wissenschaft der Luftfahrttechnik geworden ist . In den 1920er Jahren entwickelte er insbesondere die mathematischen Grundlagen für die Grundprinzipien der Unterschallaerodynamik ; und im Allgemeinen bis hin zu transsonischen Geschwindigkeiten. Seine Studien identifizierten die Grenzschicht- , dünne Tragflächen- und Hebelinien-Theorien. Die Prandtl-Nummer wurde nach ihm benannt.

Frühe Jahre

Prandtl wurde 1875 in Freising bei München geboren. Seine Mutter litt an einer längeren Krankheit und so verbrachte Ludwig mehr Zeit bei seinem Vater, einem Professor für Ingenieurwissenschaften. Sein Vater ermutigte ihn auch, die Natur zu beobachten und über seine Beobachtungen nachzudenken.

Er trat 1894 an die Technische Hochschule München ein und promovierte mit einem Ph.D. unter der Leitung von Professor August Foeppl in sechs Jahren. Er arbeitete in München im Bereich der soliden Mechanik, und seine erste Stelle war als Ingenieur für die Konstruktion von Fabrikausrüstungen. Dort stieg er in die Strömungsmechanik ein, wo er eine Absaugvorrichtung konstruieren musste. Nach einigen Experimenten entwickelte er ein neues Gerät, das gut funktionierte und weniger Strom verbrauchte als das, das es ersetzte.

Spätere Jahre

1901 wurde Prandtl Professor für Strömungsmechanik an der Technischen Hochschule Hannover, später der Technischen Hochschule Hannover und jetzt der Universität Hannover . Hier entwickelte er viele seiner wichtigsten Theorien. Am 8. August th 1904 lieferte er ein wegweisendes Papier, über Flüssigkeitsbewegung bei sehr kleiner Reibung ( auf der Bewegung von Flüssigkeiten in sehr geringer Reibung ), an dem dritten Internationale Mathematik Kongress in Heidelberg . In diesem Papier beschrieb er die Grenzschicht und ihre Bedeutung für den Luftwiderstand und die Stromlinienform . Das Papier beschreibt auch die Strömungstrennung als Folge der Grenzschicht, deutlich das Konzept zu erklären , Stall zum ersten Mal. Mehrere seiner Studenten versuchten geschlossene Lösungen, scheiterten jedoch, und am Ende bleibt die in seiner ursprünglichen Arbeit enthaltene Näherung weit verbreitet.

Die Wirkung des Papiers war so groß, dass Prandtl im Laufe des Jahres Direktor des Instituts für Technische Physik der Universität Göttingen wurde . In den nächsten Jahrzehnten entwickelte er es zu einem Kraftpaket der Aerodynamik, das bis zum Ende des Zweiten Weltkriegs weltweit führend war . 1925 gliederte die Universität seinen Forschungszweig aus und gründete das Kaiser-Wilhelm-Institut für Strömungsforschung (heute Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation ).

In Anlehnung an frühere Hinweise von Frederick Lanchester von 1902 bis 1907 arbeitete Prandtl mit Albert Betz und Max Munk an dem Problem eines nützlichen mathematischen Werkzeugs zur Untersuchung des Auftriebs von Flügeln der "realen Welt". Die Ergebnisse wurden 1918-1919 veröffentlicht, bekannt als die Lanchester-Prandtl-Flügeltheorie . Er nahm auch spezifische Ergänzungen vor, um gewölbte Tragflächen zu studieren , wie sie bei Flugzeugen des Ersten Weltkriegs verwendet wurden, und veröffentlichte eine vereinfachte Theorie der dünnen Tragflächen für diese Konstruktionen. Diese Arbeit führte zu der Erkenntnis, dass bei jedem Flügel endlicher Länge Flügelspitzeneffekte für die Gesamtleistung und Charakterisierung des Flügels sehr wichtig wurden. Beträchtliche Arbeit wurde von der Art der enthaltenen induzierten Widerstand und wingtip Wirbel , die ignoriert worden waren. Prandtl zeigte, dass eine elliptische Auftriebsverteilung in Spannweitenrichtung am effizientesten ist und den minimalen induzierten Widerstand für die gegebene Spannweite ergibt. Diese Werkzeuge ermöglichten es Flugzeugkonstrukteuren, aussagekräftige theoretische Studien ihrer Flugzeuge durchzuführen, bevor sie gebaut wurden.

Ludwig Prandtl 1904 mit seinem Flüssigkeitstestkanal

Prandtl erweiterte später seine Theorie, um eine glockenartige Auftriebsverteilung zu beschreiben, die durch Auswaschen der Flügelspitzen bis zum Erhalt eines negativen Auftriebs erhalten wurde, der den minimalen induzierten Widerstand für jedes gegebene Flugzeuggewicht ergab, was auch darauf hindeutet, dass negativen Gierkräften allein durch Flügelspitzenaerodynamik, aber diese neue Theorie wurde weitgehend ignoriert. Im 21. Jahrhundert hat der amerikanische Ingenieur Al Bowers die Idee bestätigt und seinen experimentellen Flügel PRANDTL-D genannt.

Prandtl und sein Schüler Theodor Meyer entwickelte die ersten Theorien des Überschallstoßwellen und fließen in 1908. Die Prandtl-Meyer - Expansion Fans für den Bau der erlaubten Überschallwindkanal . Bis in die 1920er Jahre blieb ihm wenig Zeit, sich weiter mit dem Problem zu beschäftigen, als er mit Adolf Busemann zusammenarbeitete und 1929 eine Methode zur Konstruktion einer Überschalldüse entwickelte. Heute werden alle Überschallwindkanäle und Raketendüsen nach der gleichen Methode konstruiert. Eine vollständige Entwicklung des Überschalls müsste auf die Arbeiten von Theodore von Kármán , einem Schüler von Prandtl in Göttingen , warten .

1922 gründete Prandtl zusammen mit Richard von Mises die GAMM (International Association of Applied Mathematics and Mechanics). und war von 1922 bis 1933 dessen Vorsitzender. Bis 1945 arbeitete er auch eng mit dem RLM zusammen .

Andere Arbeiten untersuchten das Problem der Kompressibilität bei hohen Unterschallgeschwindigkeiten, bekannt als die Prandtl-Glauert-Korrektur . Dies wurde während des Zweiten Weltkriegs sehr nützlich, als Flugzeuge sich zum ersten Mal Überschallgeschwindigkeiten näherten. Er beschäftigte sich auch mit Meteorologie , Plastizität und Strukturmechanik .

Prandtl und das Dritte Reich

Nach der Machtergreifung Hitlers und der Gründung des Dritten Reiches war Prandtl weiterhin Direktor der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft. Während dieser Zeit nutzte das NS-Luftministerium unter der Leitung von Hermann Göring häufig Prandtls internationales Ansehen als Wissenschaftler, um die wissenschaftliche Agenda Deutschlands zu fördern. Prandtl scheint glücklich als Botschafter des NS-Regimes gedient zu haben und schrieb 1937 an einen NACA- Vertreter: "Ich glaube, dass der Faschismus in Italien und der Nationalsozialismus in Deutschland sehr gute Anfänge für neues Denken und Wirtschaften darstellen." Prandtls Unterstützung des Regimes wird in seinen Briefen an GI Taylor und seine Frau 1938 und 1939 deutlich. Prandtl schrieb unter Bezugnahme auf die Behandlung der Juden durch Nazi-Deutschland: „Der Kampf, den Deutschland leider gegen die Juden zu führen hatte, war für sich selbst notwendig necessary -Erhaltung." Auch Prandtl behauptete: "Wenn es Krieg geben wird, liegt die Schuld, ihn durch politische Maßnahmen verursacht zu haben, diesmal eindeutig auf Seiten Englands."

Veröffentlichungen

  • Paul Peter Ewald, Theodor Pöschl, Ludwig Prandtl; autorisierte Übersetzung von J. Dougall und WM Deans The Physics of Solids and Fluids: With Recent Developments Blackie and Son (1930).
  • Tietjens, Oskar Karl Gustav; Prandtl, Ludwig (1957). Grundlagen der Hydro- und Aeromechanik . Kuriergesellschaft. ISBN 978-0-486-60374-2.
  • Prandtl, Ludwig (1952). Grundlagen der Strömungslehre: Mit Anwendungen in der Hydraulik, Luftfahrt, Meteorologie und anderen Fächern . Häfner.

Tod und danach

Göttingen, Stadtfriedhof: Ludwig Prandtls Grab

Prandtl arbeitete in Göttingen bis zu seinem Tod am 15. August 1953. Seine strömungstechnischen Arbeiten werden noch heute in vielen Bereichen der Aerodynamik und Verfahrenstechnik verwendet . Er wird oft als Vater der modernen Aerodynamik bezeichnet.

Der Krater Prandtl auf der anderen Seite des Mondes ist ihm zu Ehren benannt.

Der Ludwig-Prandtl-Ring wird ihm von der Deutschen Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt für herausragende Leistungen auf dem Gebiet der Luft- und Raumfahrttechnik verliehen.

1992 wurde Prandtl in die International Air & Space Hall of Fame des San Diego Air & Space Museums aufgenommen .

Bemerkenswerte Studenten

Siehe auch

Anmerkungen

Externe Links

Akademische Ämter
Neuer Titel Direktor des Aerodynamischen Laboratoriums
Universität Göttingen

1904–1936
Nachfolger von
Albert Betz