生日快乐,克劳德·路易斯·纳维尔(Claude-Louis Navier)

2021年2月10日

Navier-Stokes方程对任何工程师建模流体都很熟悉,但是在他的一生中,Claude-Louis Navier在他的一生中最著名的是桥梁设计师。作为199年初的土木工程教授和教科书作者Th- 法国,纳维尔(Navier)努力建立数学分析作为工程的基础。今天可能很难相信,但这是当时建立基础设施的一种有争议的方法。最终,世界将接受工程学应该是由数学分析介导的理论和实践的综合,这是克劳德·路易斯·纳维尔(Claude-Louis Navier)在他的职业生涯的成功和挫折中示例的概念。

克劳德·路易斯·纳维尔(Claude-Louis Navier):理论与实用之间的建筑桥梁

克劳德·路易斯·纳维尔(Claude-Louis Navier)于1785年2月10日出生于法国第琼。

如上所述,纳维尔(Navier)在设计桥梁的一生中比他对流体动力学的询问更为闻名。从某种意义上说,桥梁是他的家族事务。他主要是由他的叔叔抚养的,ÉmilandGauthey,一位领先的土木工程师军团德邦等人,国家部门负责建造法国的桥梁和道路。

克劳德·路易斯·纳维尔(Claude-Louis Navier)的石头雕塑的照片。
克劳德·路易斯·纳维尔(Claude-Louis Navier)的雕塑(1785– 1836年)。图像在公共领域,通过Wikimedia Commons

年轻的纳维尔进入École理工1802年,在巴黎。尽管他最初不是明星学生,但在著名的数学家约瑟夫·傅里耶(Joseph Fourier)的指导下,他取得了迅速的进步。像Navier一样,Fourier的名字永远都附在他开发的有价值的数学工具上,例如傅立叶系列和傅立叶变换

约瑟夫·傅里耶(Joseph Fourier)的颜色插图。
约瑟夫·福特尔(Joseph Fourier)(1768–1830),著名的数学家和克劳德·路易斯·纳维尔(Claude-Louis Navier)的老师。图像在公共领域,通过Wikimedia Commons

Navier的职业生涯表明了Fourier对他的思维的深远影响。即使他跟随他的伟大的Gauthey的脚步,担任土木工程师和教授écolenationale des ponts etchaussées,Navier”使数学分析成为土木工程师的基本工具,并为机器科学的机械工作新生概念编纂了。”

大胆的工程符合巴黎政治

1824年,建设开始Navier设计的悬架桥。这pont des inscalides打算穿过巴黎塞纳河。如您所料,Navier将桥梁中的物理学的数学分析纳入了他的设计过程。

在私人资金和支持军团德邦等人,在每个银行上建造了砌体塔,并在河上划着电缆,以支撑桥的甲板。在完成后不久,在1826年,损坏的管道泛滥导致其中一塔转移和破裂,威胁整个结构的稳定性。

由克劳德·路易斯·纳维尔(Claude-Louis Navier)设计的庞特·德·伊斯兰德桥的图纸。
永不完整的庞特·德·伊斯兰德桥设计。图像在公共领域,通过Wikimedia Commons

军团德邦等人相信损坏可以修复桥完成了。但是该市的市政政府希望该结构拆除。实际上,许多巴黎人反对该地点的桥梁建设以及当时的激进设计。成立了一个委员明确的Navier的方法:

在高度政治化的声明中,委员会批评该设计过多地依赖数学,同时赞扬英国人的上级非数学成就。

因此,未完成的结构被拆除了,Navier永远不会设计另一座巴黎桥。(这pont des inscalides后来被重新设计并建在河上的另一个地方,今天仍然存在。

历史对纳维尔来说比委员会更友善,而委员会从字面上谴责了他雄心勃勃的工作。即使在他自己的一生中,Navier的能力也通过他于1824年的法国科学院的选举而得到认可,并于1831年成为荣誉军团的骑士。

他的开创性理论工作将由他的继任者,尤其是苏格兰物理学家和数学家进一步完善乔治·加布里埃尔·斯托克斯爵士

用Navier -Stokes方程近似流体流动

同名Navier -Stokes方程,由斯托克斯(Stokes)于1836年去世后由斯托克斯(Stokes)开发,使我们能够预测定义空间内的流体速度和压力。该空间可以是管道,容器或容器,具有不同的边界条件,例如入口,出口和墙壁。液体和气体通过任何环境的运动都可以用Navier -Stokes方程进行建模,并且部分微分方程,尽管在实践中,在任何流体流量分析中都有显着的限制和近似值。

现代工程对数学近似的热爱可能会让克劳德·路易斯·纳维尔(Claude-Louis Navier)感到高兴,尽管这可能震惊了他的一些同时代人。

弥合几个世纪之间的差距

Navier桥梁项目的现代记载往往不同意他应得的责任,以及该结构是否应该修复而不是更换。不过,我们可以假设巴黎最终原谅了克劳德·路易斯·纳维尔(Claude-Louis Navier)。19岁的晚些时Th世纪,他的名字被添加到了埃菲尔铁塔上刻有法国科学家,数学家和工程师的荣誉榜中。

埃菲尔铁塔上六个科学家名字的照片,包括Lavoisier,Ampere,Chevreul,Flachat,Navier和Legendre。
Navier在埃菲尔铁塔上的名字。Chabe01的图像 - 自己的作品。获得许可CC BY-SA 4.0, 通过Wikimedia Commons

祝克劳德·路易斯·纳维尔(Claude-Louis Navier)生日快乐!

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