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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(lián)合大學(xué)機(jī)械系學(xué)習(xí),獲機(jī)械工程學(xué)士學(xué)位。
1948-1950年 美國弗吉尼亞州立工學(xué)院應(yīng)用力學(xué)系和機(jī)械系學(xué)習(xí),獲工程科學(xué)碩士學(xué)位。
1950-1955年 美國康乃爾大學(xué)應(yīng)用力學(xué)系及航空工程研究生院研究生,獲哲學(xué)博士學(xué)位。
1956-1979年 任中國科學(xué)院力學(xué)研究所副研究員,兼任《力學(xué)學(xué)報(bào)》執(zhí)行編輯等職務(wù)。
1979年- 任中國科學(xué)院力學(xué)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(zhèn)的一個(gè)貧苦家庭。其父右手傷殘,沒有職業(yè),一家3口人的生活主要靠其母的艱辛勞動(dòng)勉強(qiáng)維持。他5歲在普安鎮(zhèn)小學(xué)啟蒙,不久因四川軍閥混戰(zhàn),學(xué)校關(guān)門,只得改上私塾,直到1929年才回到普安鄉(xiāng)小學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)。1931年以名列前茅的成績畢業(yè),同年考入縣立城廂初級中學(xué),1935年畢業(yè)。之后潘良儒離開了偏僻的家鄉(xiāng),只身來到繁華的大都市——武漢,考入漢陽高級工業(yè)職業(yè)學(xué)校。1937年轉(zhuǎn)學(xué)漢口市立第一中學(xué)。同年“七七”事變爆發(fā),揭開了中國人民抗日救國戰(zhàn)爭的序幕,潘良儒歷盡千辛萬苦,輾轉(zhuǎn)來到重慶,就讀于由南京遷至后方的鐘南中學(xué),并以出色的成績畢業(yè)。
1939年他考入西南聯(lián)合大學(xué)。在工業(yè)救國思想的指導(dǎo)下,潘良儒放棄了他深感興趣的數(shù)學(xué)、物理,選擇了機(jī)械專業(yè)。
由于對母親的思念,潘良儒利用開學(xué)前的空隙回到老家,才知母親已身染重癥。當(dāng)時(shí)醫(yī)療條件極差,看看母親的病得不到及時(shí)治療,使潘的內(nèi)心十分痛苦。但善良的母親雖自知不久于人世,仍強(qiáng)忍病痛鼓勵(lì)兒子為國為民努力學(xué)習(xí)。開學(xué)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(xué)習(xí),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(xué)習(xí)一度出現(xiàn)動(dòng)力真空,但母親生前的諄諄教誨使潘良儒很快回到現(xiàn)實(shí),終于于1943年按期獲得機(jī)械工程學(xué)士學(xué)位。

自費(fèi)留學(xué)

1945年潘考取教育部的自費(fèi)留學(xué)。1948年赴美國弗吉尼亞州立工學(xué)院的應(yīng)用力學(xué)和機(jī)械系學(xué)習(xí),于1950年獲工程科學(xué)碩士學(xué)位。由于潘良儒在向量分析上的獨(dú)到之處,1950年經(jīng)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(xué)應(yīng)用力學(xué)系獎(jiǎng)學(xué)金,攻讀博士學(xué)位。1955年獲哲學(xué)博士學(xué)位。
當(dāng)時(shí)潘良儒的主系是應(yīng)用力學(xué)系,副系是航空工程和數(shù)學(xué)。潘在航空工程和數(shù)學(xué)系的導(dǎo)師是W·西爾斯(Sears)教授,他是當(dāng)時(shí)美國航空重點(diǎn)研究單位之一的康乃爾大學(xué)航空工程研究生院院長。我國學(xué)部委員談鎬生教授那時(shí)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(guān)衛(wèi)星回地的高溫問題,論文指導(dǎo)是著名力學(xué)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(fèi)吉尼亞工學(xué)時(shí)期,潘的護(hù)照就被移民局扣留。1955年由于有人告密潘為共產(chǎn)黨同情分子而被逮捕。當(dāng)時(shí)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(fù)是自己的言行要經(jīng)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(jīng)希爾斯教授等為其奔走辯護(hù),仍無濟(jì)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(xué)院力學(xué)研究所工作,開始從事空氣動(dòng)力學(xué)邊界層、激波管等方面的研究。1958年后潘良儒被調(diào)至水輪機(jī)理論組擔(dān)任組長,進(jìn)行水輪機(jī)葉片三維理論的研究工作。
50年代末,電磁流體力學(xué)和等離子體動(dòng)力學(xué)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(lǐng)導(dǎo)下,中國科學(xué)院力學(xué)研究所成立了電滋流體力學(xué)研究室。他在該室任副研究員,從此一直進(jìn)行著電磁流體力學(xué)和等離子體動(dòng)力學(xué)的研究。在長達(dá)33年的研究生涯中,潘良儒曾先后研究過交流直接發(fā)電,電磁流體力學(xué)同位素分離,受控?zé)岷司圩兊入x子體等問題。
隨著我國的改革開放,他的科研工作也煥發(fā)了新的青春。他不僅仍然一如既往地進(jìn)行磁流體力學(xué)的研究;還擔(dān)任了科研管理、博士、碩士研究生培養(yǎng)等工作。1979年他被任命為電磁流體力學(xué)及等離子體動(dòng)力學(xué)研究室主任。不久,為推動(dòng)該學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展,和所內(nèi)外的一些有關(guān)科學(xué)家在一起籌備召開了“第一屆全國低溫等離子體技術(shù)和科學(xué)交流會(huì)”。北京等離子體學(xué)會(huì)成立后,潘良儒任該學(xué)會(huì)副理事長。潘良儒擔(dān)任《中國大百科全書》力學(xué)卷的電磁流體力學(xué)和等離子體動(dòng)力學(xué)分支學(xué)科的主編,他不僅親自動(dòng)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(xué)師資進(jìn)修班,邀請潘良儒講授了一個(gè)月的電磁流體力學(xué)。
1986年,潘良儒應(yīng)G.漢英斯(Haines)教授的邀請到英國帝國大學(xué)物理系以訪問高級科學(xué)家的身份至物理系進(jìn)行了等離子體弧絕熱壓縮的講學(xué),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(shí)驗(yàn)室理論組的研究。次年到美國康乃爾大學(xué)等離子體實(shí)驗(yàn)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(xué)帝國學(xué)院,并從這一年開始,每年夏到瑞士日內(nèi)瓦的歐洲核研究中心參加等離子體鏡研究。

2成就榮譽(yù)編輯

50年代初期,高速飛行器的熱障問題是當(dāng)時(shí)國際上競爭劇烈的探索性前沿課題。當(dāng)時(shí)潘良儒正在美國康乃爾大學(xué)攻讀博士學(xué)位,他的導(dǎo)師W.西爾斯教授指定他在郭永懷教授指導(dǎo)下從事這項(xiàng)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(gè)分析解,可適用于雷諾數(shù)和尖劈角較大范圍內(nèi)的超聲速和高超聲速流。他從數(shù)學(xué)上證明了熵層存在的設(shè)想,并提出了邊界層外緣與外流連結(jié)方法。

連結(jié)理論

回國后,潘在上述邊界層外緣外流連結(jié)方法的基礎(chǔ)上,提出了精確的連結(jié)理論。
50年代,錢學(xué)森教授提出了為開發(fā)長江三峽,研制單機(jī)容量為百萬千瓦水輪機(jī)的設(shè)想。力學(xué)所成立了相應(yīng)的研究組織——水輪機(jī)理論組和空氣模型實(shí)驗(yàn)室,并調(diào)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(diào)動(dòng),全身心地投身于水輪機(jī)心臟——轉(zhuǎn)輪葉片的理論研究。當(dāng)時(shí)一般水輪機(jī)葉片的設(shè)計(jì)都采用二維理論,但對百萬千瓦這樣大容量的水輪機(jī)來講就過于粗糙,而此時(shí)蘇聯(lián)C.B.瓦蘭德教授的三維理論又只能用于設(shè)計(jì)孤立流面的葉片形狀。潘等補(bǔ)充了兩個(gè)無旋分量為零的條件,得出了能從一個(gè)流面的葉片形狀推進(jìn)到相鄰流面的葉片形狀的設(shè)計(jì)理論,并于1960年和鄭哲敏、鐘萬勰等一起在《力學(xué)學(xué)報(bào)》上發(fā)表了《混流式水輪機(jī)葉片的設(shè)計(jì)和計(jì)算(一)》。今天,長江三峽工程已正式開工,當(dāng)后人回顧它的歷史時(shí),不能忘記30年前,前人所走過的這段荊棘之路。

發(fā)電研究

1960年潘良儒被調(diào)到磁流體力學(xué)研究室進(jìn)行交流直接發(fā)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(fā)現(xiàn)主要在正弦波零點(diǎn)附近,波形不能嚴(yán)格滿足要求。由于客觀原因,等離子體交流直接發(fā)電一直沒有實(shí)現(xiàn)。不久他轉(zhuǎn)向磁流體力學(xué)同位素分離研究。正值工作逐步開展時(shí),力學(xué)所開始了“四清”運(yùn)動(dòng),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(guī),潘良儒參加了當(dāng)時(shí)中國科學(xué)院三大任務(wù)之一的核聚變實(shí)驗(yàn)裝置——8#裝置的理論工作,研究環(huán)形等離子體的平衡與穩(wěn)定性,得到了胖環(huán)平衡的分析解,并結(jié)合天體物理,對無力場進(jìn)行了深入研究。
當(dāng)電流密度線與磁力線相平行時(shí),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(yīng)用他推廣的維里(Virial)定理的數(shù)學(xué)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(qū)必須有一個(gè)非無力場的過渡區(qū)。在《運(yùn)動(dòng)氣體的凍結(jié)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(shù),且歐姆損失最小;在凍結(jié)型(即不存在電阻)的封閉磁場中,則常數(shù)無力因子代表了系統(tǒng)處于最小磁能狀態(tài),推廣為無論氣體是運(yùn)動(dòng)還是靜止的,無論無力場是電阻型還是凍結(jié)型的,常數(shù)無力因子代表了最小磁能狀態(tài),即穩(wěn)定無力場,是無力的歸宿。潘良儒推導(dǎo)出一個(gè)控制無力因子的普遍方程,揭示了從非常數(shù)無力因子過渡到常數(shù)無力因子是由于電阻機(jī)制。
1986年后,潘良儒多次到英國帝國大學(xué)等核聚變與等離子體物理研究單位進(jìn)行工作。研究了旋轉(zhuǎn)環(huán)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(shí)驗(yàn)中觀察到環(huán)形等離子體的旋轉(zhuǎn)很快消失,國際等離子體物理權(quán)威Stacy和Sgmar教授認(rèn)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(yīng)力的形式,但微觀上卻沒有通常粘性所具有的碰撞機(jī)制,它只是來自帶電粒子繞磁場旋轉(zhuǎn)的結(jié)果,因此,回旋粘性不可能成為托卡馬克實(shí)驗(yàn)中環(huán)形等離子體旋轉(zhuǎn)動(dòng)量很快消失的原因。這一觀點(diǎn)的論文很快在國際權(quán)威雜志《等離子體物理與受控核聚變》上得到發(fā)表,該工作的進(jìn)一步深入還在進(jìn)行中。

變分原理

變分原理在理論力學(xué)中是用來推導(dǎo)力學(xué)基本方程的,而現(xiàn)在計(jì)算物理則用它來求解微分方程。新的變分原理把二維的數(shù)學(xué)問題化簡成一維,然后進(jìn)行數(shù)值求解。其優(yōu)點(diǎn)是可以對問題的總體加以近似的描述,雖然在局部或個(gè)別點(diǎn)有出入。近似程度的好壞取決于假設(shè)的函數(shù)形式,但一旦形式確定,則結(jié)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(shù)學(xué)功底,將變分原理用于等離子體動(dòng)力學(xué)的計(jì)算。他用此方法首次計(jì)算了動(dòng)邊界交流電弧問題,并在第一屆全國等離子體科學(xué)和技術(shù)交流會(huì)上宣讀。不久,又指導(dǎo)他的博士生計(jì)算橢球馬克中的傾斜模不穩(wěn)定性,得到扁橢球馬克不會(huì)出現(xiàn)傾斜模不穩(wěn)定性這一結(jié)論。
80年代,蘇聯(lián)受控聚變托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置用磁場對等離子體進(jìn)行絕熱壓縮,以進(jìn)一步提高等離子體的密度和溫度,但描述這個(gè)磁場壓縮過程的克萊德—沙弗拉諾夫(GradShafranov)方程的形式非常復(fù)雜,無法計(jì)算,特別當(dāng)環(huán)形等離子體具有環(huán)向和角向旋轉(zhuǎn)時(shí),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(jì)算了具有環(huán)向和角向旋轉(zhuǎn)的環(huán)形等離子體的絕熱壓縮,還大大減少了計(jì)算機(jī)時(shí)。由于這一復(fù)雜問題的成功的簡化,因此有關(guān)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(shí)得到發(fā)表。

3理論影響編輯

由于這一方法處理問題的簡潔性,潘良儒認(rèn)為會(huì)逐步得到推廣,且已見到有研究者用類似方法來處理磁流體力學(xué)平衡問題,因此他打算系統(tǒng)地討論這一方法,把n維問題變成n-1維的,并逐步推廣至非線性問題。

4主要論著編輯

1潘良儒.表面曲率對邊界層的影響與邊界層外緣附近的連結(jié)問題。力學(xué)學(xué)報(bào),1957,1(4):361~367.
2 潘良儒,鄭哲敏,鐘萬勰等.混流式水輪機(jī)葉片的設(shè)計(jì)和計(jì)算(一).力學(xué)學(xué)報(bào),1960,4(2):123~148.
3潘良儒.凍結(jié)型和電阻型無力場.天文學(xué)報(bào),1978,19(2):166~172.
4 潘良儒.運(yùn)動(dòng)氣體的凍結(jié)型和電阻型無力場.天文學(xué)報(bào),1979,20 (2):182~190.
5潘良儒,嚴(yán)鐘敏.粘性對電磁流體力學(xué)感應(yīng)發(fā)電機(jī)的影響.力學(xué)學(xué)報(bào),1982(6).
6潘良儒,唐福林,卓克聰.圓截面軸對稱等離子體環(huán)平衡的分析解和極限比壓.核聚變與等離子體物理,1983,3(1):1~9.
7潘良儒.一個(gè)推廣Virial定理的數(shù)學(xué)方法和應(yīng)用。力學(xué)學(xué)報(bào),1983 (6):579~589.
標(biāo)簽: 潘良儒   潘良賓  

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