潘良儒

2015-08-15

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1917年4月24日出生于四川省開江縣。

1939-1943年西南聯合大學機械系學習，獲機械工程學士學位。

1948-1950年美國弗吉尼亞州立工學院應用力學系和機械系學習，獲工程科學碩士學位。

1950-1955年美國康乃爾大學應用力學系及航空工程研究生院研究生，獲哲學博士學位。

1956-1979年任中國科學院力學研究所副研究員，兼任《力學學報》執行編輯等職務。

1979年- 任中國科學院力學研究所研究員。

潘良儒，1917年4月24日出生于四川省開江縣普安鎮的一個貧苦家庭。其父右手傷殘，沒有職業，一家3口人的生活主要靠其母的艱辛勞動勉強維持。他5歲在普安鎮小學啟蒙，不久因四川軍閥混戰，學校關門，只得改上私塾，直到1929年才回到普安鄉小學繼續學習。1931年以名列前茅的成績畢業，同年考入縣立城廂初級中學，1935年畢業。之后潘良儒離開了偏僻的家鄉，只身來到繁華的大都市——武漢，考入漢陽高級工業職業學校。1937年轉學漢口市立第一中學。同年“七七”事變爆發，揭開了中國人民抗日救國戰爭的序幕，潘良儒歷盡千辛萬苦，輾轉來到重慶，就讀于由南京遷至后方的鐘南中學，并以出色的成績畢業。

1939年他考入西南聯合大學。在工業救國思想的指導下，潘良儒放棄了他深感興趣的數學、物理，選擇了機械專業。

由于對母親的思念，潘良儒利用開學前的空隙回到老家，才知母親已身染重癥。當時醫療條件極差，看看母親的病得不到及時治療，使潘的內心十分痛苦。但善良的母親雖自知不久于人世，仍強忍病痛鼓勵兒子為國為民努力學習。開學的日子到了，母親承受著生離死別的痛苦，送別了兒子。不久母親就離開了人世。臨終前，為了不影響潘的學習，母親要求不把死訊告知兒子。

母親死后的第二年，潘良儒才知道。巨大的悲痛曾使潘的學習一度出現動力真空，但母親生前的諄諄教誨使潘良儒很快回到現實，終于于1943年按期獲得機械工程學士學位。

自費留學

1945年潘考取教育部的自費留學。1948年赴美國弗吉尼亞州立工學院的應用力學和機械系學習，于1950年獲工程科學碩士學位。由于潘良儒在向量分析上的獨到之處，1950年經V.西貝赫利（Szebehely）教授和系主任普萊德（Pletta）教授的大力推薦，獲康乃爾大學應用力學系獎學金，攻讀博士學位。1955年獲哲學博士學位。

當時潘良儒的主系是應用力學系，副系是航空工程和數學。潘在航空工程和數學系的導師是W·西爾斯（Sears）教授，他是當時美國航空重點研究單位之一的康乃爾大學航空工程研究生院院長。我國學部委員談鎬生教授那時也在該院工作。他們都了解潘良儒的出色水平，因此研究生院決定吸收潘良儒至該院做博士論文，并給予正式研究人員全額工資，題目是有關衛星回地的高溫問題，論文指導是著名力學家郭永懷教授。

50年代，美國正處于反共高潮，由于潘良儒的年輕熱情，還在費吉尼亞工學時期，潘的護照就被移民局扣留。1955年由于有人告密潘為共產黨同情分子而被逮捕。當時潘的律師丁·拉斯脫（Last）希望潘在政治問題上立場要隨和些，但潘的答復是自己的言行要經得起祖國人民的審查，因此最終被移民局法庭判決限期自由離境，雖經希爾斯教授等為其奔走辯護，仍無濟于事。潘終于于1955年12月回到祖國。

研究工作

1956年潘良儒到中國科學院力學研究所工作，開始從事空氣動力學邊界層、激波管等方面的研究。1958年后潘良儒被調至水輪機理論組擔任組長，進行水輪機葉片三維理論的研究工作。

50年代末，電磁流體力學和等離子體動力學的研究在國際上得到日益廣泛的重視。1960年，在郭永懷教授的領導下，中國科學院力學研究所成立了電滋流體力學研究室。他在該室任副研究員，從此一直進行著電磁流體力學和等離子體動力學的研究。在長達33年的研究生涯中，潘良儒曾先后研究過交流直接發電，電磁流體力學同位素分離，受控熱核聚變等離子體等問題。

隨著我國的改革開放，他的科研工作也煥發了新的青春。他不僅仍然一如既往地進行磁流體力學的研究；還擔任了科研管理、博士、碩士研究生培養等工作。1979年他被任命為電磁流體力學及等離子體動力學研究室主任。不久，為推動該學科的進一步發展，和所內外的一些有關科學家在一起籌備召開了“第一屆全國低溫等離子體技術和科學交流會”。北京等離子體學會成立后，潘良儒任該學會副理事長。潘良儒擔任《中國大百科全書》力學卷的電磁流體力學和等離子體動力學分支學科的主編，他不僅親自動手編寫條目，還千里迢迢，冒著酷暑到南方主持審稿、定稿。1985年，教育部舉辦全國流體力學師資進修班，邀請潘良儒講授了一個月的電磁流體力學。

1986年，潘良儒應G.漢英斯（Haines）教授的邀請到英國帝國大學物理系以訪問高級科學家的身份至物理系進行了等離子體弧絕熱壓縮的講學，并參加了等離子體直線收縮組及英國原子能管理局卡拉姆實驗室理論組的研究。次年到美國康乃爾大學等離子體實驗室研究高能離子束和等離子體的平衡問題。1989年夏，他再度訪問英國倫敦大學帝國學院，并從這一年開始，每年夏到瑞士日內瓦的歐洲核研究中心參加等離子體鏡研究。

2成就榮譽編輯

50年代初期，高速飛行器的熱障問題是當時國際上競爭劇烈的探索性前沿課題。當時潘良儒正在美國康乃爾大學攻讀博士學位，他的導師W.西爾斯教授指定他在郭永懷教授指導下從事這項研究，博士論文題目是繞尖劈的高超聲速可壓縮粘性流。潘得到了一個分析解，可適用于雷諾數和尖劈角較大范圍內的超聲速和高超聲速流。他從數學上證明了熵層存在的設想，并提出了邊界層外緣與外流連結方法。

連結理論

回國后，潘在上述邊界層外緣外流連結方法的基礎上，提出了精確的連結理論。

50年代，錢學森教授提出了為開發長江三峽，研制單機容量為百萬千瓦水輪機的設想。力學所成立了相應的研究組織——水輪機理論組和空氣模型實驗室，并調潘良儒任理論組組長。雖然高速飛行器的研究對潘來說較為熟悉，也更有興趣，但潘毫不猶豫地服從了調動，全身心地投身于水輪機心臟——轉輪葉片的理論研究。當時一般水輪機葉片的設計都采用二維理論，但對百萬千瓦這樣大容量的水輪機來講就過于粗糙，而此時蘇聯C.B.瓦蘭德教授的三維理論又只能用于設計孤立流面的葉片形狀。潘等補充了兩個無旋分量為零的條件，得出了能從一個流面的葉片形狀推進到相鄰流面的葉片形狀的設計理論，并于1960年和鄭哲敏、鐘萬勰等一起在《力學學報》上發表了《混流式水輪機葉片的設計和計算（一）》。今天，長江三峽工程已正式開工，當后人回顧它的歷史時，不能忘記30年前，前人所走過的這段荊棘之路。

發電研究

1960年潘良儒被調到磁流體力學研究室進行交流直接發電的理論研究。他首次考慮了等離子體粘性對交流電正弦波的影響，發現主要在正弦波零點附近，波形不能嚴格滿足要求。由于客觀原因，等離子體交流直接發電一直沒有實現。不久他轉向磁流體力學同位素分離研究。正值工作逐步開展時，力學所開始了“四清”運動，不久“文化大革命”又席卷了全國，潘良儒也在劫難逃。直到1975年，研究工作才逐步正規，潘良儒參加了當時中國科學院三大任務之一的核聚變實驗裝置——8#裝置的理論工作，研究環形等離子體的平衡與穩定性，得到了胖環平衡的分析解，并結合天體物理，對無力場進行了深入研究。

當電流密度線與磁力線相平行時，勞倫茲力就不存在，因此這樣的場也稱為無力場。對天體物理，如太陽黑子，以及受控聚變等離子體，都可用無力場來描述。潘良儒應用他推廣的維里（Virial）定理的數學方法，得到無力場不可能孤立地包含于等離子體中，從閉合的無力場到等離子體區必須有一個非無力場的過渡區。在《運動氣體的凍結型和電阻型無力場》一文中，還將前人得出的、在靜止流體條件下，具有電阻的無力場，其無力因子必須是常數，且歐姆損失最小；在凍結型（即不存在電阻）的封閉磁場中，則常數無力因子代表了系統處于最小磁能狀態，推廣為無論氣體是運動還是靜止的，無論無力場是電阻型還是凍結型的，常數無力因子代表了最小磁能狀態，即穩定無力場，是無力的歸宿。潘良儒推導出一個控制無力因子的普遍方程，揭示了從非常數無力因子過渡到常數無力因子是由于電阻機制。

1986年后，潘良儒多次到英國帝國大學等核聚變與等離子體物理研究單位進行工作。研究了旋轉環形等離子體的絕熱壓縮，等離子體磁鏡加速，E壓縮等問題。近年來，在托卡馬克（Tokamak）實驗中觀察到環形等離子體的旋轉很快消失，國際等離子體物理權威Stacy和Sgmar教授認為是由于回旋粘性（Gyroviscous）。潘良儒提出回旋粘性雖有通常粘性應力的形式，但微觀上卻沒有通常粘性所具有的碰撞機制，它只是來自帶電粒子繞磁場旋轉的結果，因此，回旋粘性不可能成為托卡馬克實驗中環形等離子體旋轉動量很快消失的原因。這一觀點的論文很快在國際權威雜志《等離子體物理與受控核聚變》上得到發表，該工作的進一步深入還在進行中。

變分原理

變分原理在理論力學中是用來推導力學基本方程的，而現在計算物理則用它來求解微分方程。新的變分原理把二維的數學問題化簡成一維，然后進行數值求解。其優點是可以對問題的總體加以近似的描述，雖然在局部或個別點有出入。近似程度的好壞取決于假設的函數形式，但一旦形式確定，則結果就是這種形式的解中最佳的近似解。

早在70年代末，有人用這種變分處理了拋物型方程，潘良儒憑著他深厚的數學功底，將變分原理用于等離子體動力學的計算。他用此方法首次計算了動邊界交流電弧問題，并在第一屆全國等離子體科學和技術交流會上宣讀。不久，又指導他的博士生計算橢球馬克中的傾斜模不穩定性，得到扁橢球馬克不會出現傾斜模不穩定性這一結論。

80年代，蘇聯受控聚變托卡馬克實驗裝置用磁場對等離子體進行絕熱壓縮，以進一步提高等離子體的密度和溫度，但描述這個磁場壓縮過程的克萊德—沙弗拉諾夫（GradShafranov）方程的形式非常復雜，無法計算，特別當環形等離子體具有環向和角向旋轉時，更是如此。潘良儒用新變分原理成功地將問題由二維降為一維，計算了具有環向和角向旋轉的環形等離子體的絕熱壓縮，還大大減少了計算機時。由于這一復雜問題的成功的簡化，因此有關的兩篇論文能在1989年的《等離子體物理與受控核聚變》雜志的第6期上同時得到發表。