Osborne Reynolds - Osborne Reynolds

Profesor Osborne Reynolds FRS
Osborne Reynolds v roce 1903
narozený	( 1842-08-23 )23. srpna 1842 Belfast , Irsko
Zemřel	21.února 1912 (1912-02-21)(ve věku 69) Watchet , Somerset, Anglie
Státní příslušnost	Spojené království Velké Británie a Irska
Alma mater	Queens 'College, Cambridge Victoria University of Manchester
Známý jako	Dynamika tekutin , Reynoldsovo číslo
Ocenění	Královská medaile (1888) Daltonova medaile (1903)
Vědecká kariéra
Pole	Fyzika , strojírenství

Osborne Reynolds FRS (23. srpna 1842 - 21. února 1912) byl irský inovátor v chápání dynamiky tekutin . Samostatně jeho studie přenosu tepla mezi pevnými látkami a tekutinami přinesly vylepšení designu kotle a kondenzátoru. Celou svou kariéru strávil na dnešní University of Manchester .

Život

Osborne Reynolds se narodil v Belfastu a brzy nato se s rodiči přestěhoval do Dedhamu v Essexu . Jeho otec pracoval jako ředitel školy a kněz, ale byl také velmi schopným matematikem se silným zájmem o mechaniku. Otec vyňal řadu patentů na vylepšení zemědělské techniky a syn mu připisuje, že byl jeho hlavním učitelem jako chlapec. Reynolds projevoval časnou schopnost a zálibu ve studiu mechaniky. V jeho pozdním mladistvém věku, rok před nástupem na univerzitu, pracoval jako učeň v dílně Edwarda Hayese, známého stavitele lodí ve Stony Stratford , kde získal praktické zkušenosti s výrobou a vybavením pobřežních parníků (a tak získal včasné zhodnocení praktické hodnoty porozumění dynamice tekutin).

Osborne Reynolds navštěvoval Queens 'College v Cambridge a absolvoval v roce 1867 jako sedmý zápasník v matematice. Vybral si studium matematiky na Cambridge, protože podle jeho vlastních slov v jeho žádosti o profesuru z roku 1868: „Z mých nejranějších vzpomínek jsem měl neodolatelnou zálibu v mechanice a fyzikálních zákonech, na nichž je mechanika jako věda založena ... moje pozornost byla zaměřena na různé mechanické jevy, pro jejichž vysvětlení jsem zjistil, že znalost matematiky je nezbytná. “ V roce, který bezprostředně následoval po absolvování Cambridge, nastoupil na místo u strojírenské firmy, tentokrát jako praktický stavební inženýr v kanalizačním systému v Londýně ( Croydon ). V roce 1868 byl jmenován profesorem inženýrství na Owens College v Manchesteru (nyní University of Manchester ) a stal se v tomto roce jedním z prvních profesorů v historii univerzity ve Velké Británii, který získal titul „profesor inženýrství“. Tato profesura byla nově vytvořena a financována skupinou průmyslových průmyslníků v oblasti Manchesteru a měla také vedoucí roli při výběru 25letého Reynoldse na obsazení pozice.

Reynolds zůstal na Owens College po zbytek své kariéry - v roce 1880 se vysoká škola stala součástí vysoké školy nově založené Victoria University . V roce 1877 byl zvolen za člena Královské společnosti a v roce 1888 mu byla udělena královská medaile . V roce 1905 odešel do důchodu a 21. února 1912 v Watchet v Somersetu zemřel na chřipku . Byl pohřben v kostele St Decuman, Watchet .

Mechanika tekutin

Reynoldsův experiment s dynamikou tekutin v potrubí

Reynoldsova pozorování povahy toku ve svých experimentech

Reynolds nejslavněji studoval podmínky, za kterých tok tekutiny v trubkách přecházel z laminárního proudění do turbulentního proudění . V roce 1883 Reynolds demonstroval přechod na turbulentní proudění v klasickém experimentu, ve kterém zkoumal chování proudění vody při různých rychlostech proudění pomocí malého paprsku obarvené vody zavedeného do středu proudění ve větší trubce.

Větší trubka byla ze skla, takže bylo možné pozorovat chování vrstvy obarveného toku, a na konci této trubky byl ventil pro regulaci průtoku, který se používal ke změně rychlosti vody uvnitř trubice. Když byla rychlost nízká, obarvená vrstva zůstala zřetelná po celé délce velké trubice. Když byla rychlost zvýšena, vrstva se v daném bodě rozpadla a difundovala po celém průřezu tekutiny. Bod, ve kterém k tomu došlo, byl bod přechodu z laminárního do turbulentního proudění.

Z těchto experimentů vzešlo bezrozměrné Reynoldsovo číslo pro dynamickou podobnost - poměr setrvačných sil k viskózním silám. Reynolds také navrhl to, co je nyní známé jako Reynoldsovo průměrování turbulentních toků, kde veličiny, jako je rychlost, jsou vyjádřeny jako součet průměrných a kolísajících složek. Takové průměrování umožňuje „hromadný“ popis turbulentního proudění, například pomocí Reynoldsových průměrovaných Navier-Stokesových rovnic .

Reynoldsovy příspěvky k mechanice tekutin nebyly ztraceny u lodních konstruktérů („námořních architektů“). Schopnost vytvořit model malého rozsahu lodi, a získat užitečné prediktivní data s ohledem na plné velikosti lodi, je přímo závislá na experimentátora uplatňují Reynolds' principy turbulence na tření táhnout výpočtů, spolu s řádným uplatňováním Williama Froude ‚S teorie energie a šíření gravitačních vln. Sám Reynolds nechal v Transakcích institutu námořních architektů publikovat řadu článků týkajících se designu lodí .

Publikace

Jeho publikace o dynamice tekutin začaly počátkem 70. let 19. století. Jeho konečný teoretický model publikovaný v polovině 90. let 20. století je dodnes standardní matematický rámec používaný dnes. Příklady titulů z jeho průkopnických zpráv:

Jiná práce

Reynolds zveřejnil asi sedmdesát vědeckých a technických zpráv o výzkumu. Když byly na konci své kariéry znovu vydány jako kolekce, vyplnily tři svazky. Katalog a jejich krátké shrnutí najdete v Externích odkazech . Mezi oblasti pokryté kromě dynamiky tekutin patřila termodynamika, kinetická teorie plynů, kondenzace páry, lodní pohon šroubového vrtule, lodní pohon turbíny, hydraulické brzdy, hydrodynamické mazání a laboratorní zařízení pro lepší měření Jouleho mechanického ekvivalentu teplo. Za svou práci v oblasti mazání byl Duncan Dowson jmenován jedním z 23 „mužů tribologie“ .

Jedním z předmětů, které Reynolds studoval v 80. letech 20. století, byly vlastnosti zrnitých materiálů , včetně dilatantů . V roce 1903 se objevila jeho 250stránková kniha Submechanika vesmíru , ve které se pokusil zobecnit mechaniku zrnitých materiálů tak, aby byla „schopna odpovídat na všechny fyzické důkazy, jak je známe, ve vesmíru“. Zdá se, že jeho cílem bylo zkonstruovat teorii éteru, kterou považoval za kapalnou. Tyto myšlenky bylo nesmírně obtížné pochopit nebo vyhodnotit a v každém případě je předběhl další vývoj ve fyzice ve stejnou dobu.

Viz také

Reference

Další čtení

• Allen, Jack; McDowell, Donald Malcolm; Jackson, JD (1970). Osborne Reynolds and Engineering Science Today: Papers Prezentované na Osborne Reynolds Centenary Symposium, University of Manchester, září 1968 . Manchester University Press. ISBN 978-0-7190-0376-9.
• Berthe, D .; Dowson, D .; Godet, M .; Taylor, CM (1987). Mazání fluidním filmem - Osborne Reynolds Centenary . Elsevier. ISBN 978-0-08-087575-0.

externí odkazy

• O'Connor, John J .; Robertson, Edmund F. , "Osborne Reynolds" , archiv historie matematiky MacTutor , University of St Andrews.
• Reynolds, inženýr
• Reynolds vědec
• B. Launder - Osborne Reynolds (1842–1912) na YouTube