Осборн Рейнольдс (1842-1912): ирланд су физигі, ағын механикасы мен жылу алмасуын зерттеген. Манчестер университетінде жұмыс істеген. Ғылыми жетістіктері.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Англо-ирландтық инноватор (1842–1912 жж.)
Anglo Irish innovator (1842–1912)
Осборн Рейнольдс (23 тамыз 1842 – 21 ақпан 1912) – сұйық динамикасын түсінудегі ирланд туған инноватор. Оның қатты денелер мен сұйықтықтар арасындағы жылу алмасуын зерттеуі қазандықтар мен конденсаторлардың конструкциясын жақсартты. Ол өзінің барлық еңбек өмірін қазіргі Манчестер университетінде өткізді.
Osborne Reynolds (23 August 1842 – 21 February 1912) was an Irish born innovator in the understanding of fluid dynamics. Separately, his studies of heat transfer between solids and fluids brought improvements in boiler and condenser design. He spent his entire career at what is now the University of Manchester.
Өмір
Осборн Рейнольдс Белфаста дүниеге келді және көп ұзамай ата-анасымен бірге Дедхэмге (Эссекс) көшіп барды. Ол Кембриджде математиканы оқыды, себебі 1868 жылы профессорлық лауазымға үміткерлік білдіргенде өзінің айтуынша: "Бала кезімнен-ақ механикаға және механика ғылымының негізінде жатқан физикалық заңдарға деген терең қызығушылығым болды. Менің назарым түрлі механикалық құбылыстарға аударылды, оларды түсіндіру үшін математика білімінің қажет екенін түсіндім". Кембриджді бітіргеннен кейін бір жыл бойы Лондонның Лоусон мен Мансерг фирмасында азаматтық инженер ретінде жұмыс істеді, Лондон (Кройдон) кәріз жүйесімен айналысты. Ол Уочеттегі Сент-Дикуман шіркеуіне жерленді. 1883 жылы Рейнольдс классикалық тәжірибеде су ағынының түрлі жылдамдықтарындағы мінез-құлқын зерттеді, үлкен құбырдың ортасына боялған судың шағын ағыны жіберілді. Үлкен құбыр шыныдан жасалған, соның арқасында боялған ағынның қабатын бақылауға болады, ал құбырдың соңында су жылдамдығын өзгертуге арналған ағын реттегіш клапан орналасқан. Жылдамдық төмен болғанда, боялған қабат үлкен құбырдың бойымен айқын сақталды. Жылдамдық артқанда, қабат белгілі бір нүктеде бұзылып, сұйықтықтың көлденең қимасы бойынша тарады. Осы оқиға ламинарлық ағыннан турбулентті ағынға өту нүктесі болды. Осы тәжірибелердің нәтижесінде динамикалық ұқсастық үшін өлшемсіз Рейнольдс саны пайда болды – инерция күштерінің тұтқыр күштерге қатынасы. Рейнольдс сондай-ақ турбулентті ағындарды орташалау деп аталатын әдісті ұсынды, онда жылдамдық сияқты шамалар орташа және ауытқу компоненттерінің қосындысы түрінде беріледі. Мұндай орташалау турбулентті ағынды 'жалпы' сипаттауға мүмкіндік береді, мысалы Рейнольдс орташаланған Навье-Стокстің теңдеулерін қолдану арқылы. Рейнольдстың сұйықтық механикасына қосқан үлесі кеме құрылысшыларына ("теңіз сәулетшілеріне") естен шыққан жоқ. Кеменің кішкентай масштабтағы моделін жасау және толық көлемдегі кемеге қатысты пайдалы болжамдық деректер алу мүмкіндігі тікелей тәжірибешінің Рейнольдстың турбуленттілік принциптерін сүргіштік кедергі есептеулеріне қолдануымен байланысты, сонымен қатар Уильям Фроудтың гравитациялық толқын энергиясы және таралу теориясын дұрыс қолданумен байланысты. Рейнольдс өзі кеме дизайнына қатысты бірнеше мақалаларын "Трансакшнс оф зе Институшн оф Невл Архитектс" журналында жариялаған.
Osborne Reynolds was born in Belfast and moved with his parents soon afterward to Dedham, Essex. He had chosen to study mathematics at Cambridge because, in his own words in his 1868 application for the professorship, "From my earliest recollection I have had an irresistible liking for mechanics and the physical laws on which mechanics as a science is based my attention drawn to various mechanical phenomena, for the explanation of which I discovered that a knowledge of mathematics was essential." For the year immediately following his graduation from Cambridge he again took up a post with a civil engineering firm, Lawson and Mansergh of London, as a practising civil engineer working with the London (Croydon) sewage transport system. He was buried at the Church of St Decuman, Watchet. In 1883 Reynolds demonstrated the transition to turbulent flow in a classic experiment in which he examined the behaviour of water flow under different flow rates using a small jet of dyed water introduced into the centre of flow in a larger pipe. The larger pipe was glass so the behaviour of the layer of dyed flow could be observed, and at the end of this pipe there was a flow control valve used to vary the water velocity inside the tube. When the velocity was low, the dyed layer remained distinct through the entire length of the large tube. When the velocity was increased, the layer broke up at a given point and diffused throughout the fluid's cross section. The point at which this happened was the transition point from laminar to turbulent flow. From these experiments came the dimensionless Reynolds number for dynamic similarity—the ratio of inertial forces to viscous forces. Reynolds also proposed what is now known as Reynolds averaging of turbulent flows, where quantities such as velocity are expressed as the sum of mean and fluctuating components. Such averaging allows for 'bulk' description of turbulent flow, for example using the Reynolds averaged Navier–Stokes equations. Reynolds' contributions to fluid mechanics were not lost on ship designers ("naval architects"). The ability to make a small scale model of a ship, and extract useful predictive data with respect to a full size ship, depends directly on the experimentalist applying Reynolds' turbulence principles to friction drag computations, along with a proper application of William Froude's theories of gravity wave energy and propagation. Reynolds himself had a number of papers concerning ship design published in Transactions of the Institution of Naval Architects.
Жарияланымдар
Оның сұйықтық динамикасы саласындағы жарияланымдары 1870-ші жылдардың басында басталды. 1890-шы жылдардың ортасында жарияланған оның соңғы теориялық моделі бүгінгі күнге дейін қолданылатын стандартты математикалық құрылым болып табылады. Оның ең маңызды еңбектерінің атаулары:
His publications in fluid dynamics began in the early 1870s. His final theoretical model published in the mid 1890s is still the standard mathematical framework used today. Examples of titles from his more groundbreaking reports:
Басқа жұмыстар
Рейнольдс шамамен жетпіс ғылыми және инженерлік зерттеу еңбектерін жариялады. Оның мансабының соңында олар жинақ түрінде қайта басылып, үш томды құрады. Олардың каталогы мен қысқаша мазмұндамаларымен "Сыртқы сілтемелер" бөлімінен танысуға болады. Сұйықтықтар динамикасынан өзге, термодинамика, газдардың кинетикалық теориясы, будың конденсациясы, бұрандалы винтті кемелерді жылжыту, турбиналық кемелерді жылжыту, гидравликалық тежегіштер, гидродинамикалық майлау және Джульдің механикалық жылу эквивалентін дәл өлшеуге арналған зертханалық құралдар да зерттелді. Оның майлау саласындағы еңбегі үшін Дункан Даусон оны 23 "Трибология маманы" қатарына қосты. Рейнольдс 1880 жылдары ұсақ бөлшекті материалдардың, соның ішінде дилатантты материалдардың қасиеттерін зерттеді. 1903 жылы оның 250 беттен тұратын "Ғаламның кіші механикасы" атты кітабы жарық көрді, онда ол ұсақ бөлшекті материалдардың механикасын "Ғаламдағы барлық физикалық деректерді түсіндіре алатын" деңгейде жалпылауға тырысты. Оның мақсаты – сұйық күйде деп есептеген эфир теориясын құру еді. Бұл идеяларды түсіну және бағалау өте қиын болды, сондай-ақ сол кезде физика саласындағы басқа дамыған жаңалықтармен озылып қалды.
Reynolds published about seventy science and engineering research reports. When towards the end of his career these were republished as a collection they filled three volumes. For a catalogue and short summaries of them see the External links. Areas covered besides fluid dynamics included thermodynamics, kinetic theory of gases, condensation of steam, screw propeller type ship propulsion, turbine type ship propulsion, hydraulic brakes, hydrodynamic lubrication, and laboratory apparatus for better measurement of Joule's mechanical equivalent of heat. For his work on lubrication, he was named by Duncan Dowson as one of the 23 "Men of Tribology". One of the subjects that Reynolds studied in the 1880s was the properties of granular materials, including dilatant materials. In 1903 appeared his 250 page book The Sub Mechanics of the Universe, in which he tried to generalise the mechanics of granular materials to be "capable of accounting for all the physical evidence, as we know it, in the Universe". His aim seems to have been to construct a theory of aether, which he considered to be in a liquid state. The ideas were extremely difficult to understand or evaluate, and in any case were overtaken by other developments in physics around the same time.