力学奥林匹亚第17讲-孙博华院士“力学与力学技术概论(2):量纲分析与应用”线上讲座成功举办

来源: 作者: 时间:2020-08-26 

讲座掠影

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2020年8月26日下午15:00,由西安建筑科技大学力学技术研究院主办的“力学奥林匹亚”系列第十七讲之“力学与力学技术概论(二)”在腾讯会议平台成功举行。本次讲座的主讲人为西安建筑科技大学力学技术研究院院长、首席科学家孙博华院士。其中IMT2019级全体研究生、2020级新入学研究生参加了本次讲座。

本次报告的主题是量纲分析与应用(Dimensional Analysis and Application)。孙博华院士指出量纲分析是力学大师研究问题的有力工具。量纲分析(Dimensional Analysis)是20世纪初提出的物理领域中建立数学模型的一种方法。量纲分析的力量来源于其简洁,在量纲法则的原则下,仅需直接对物理现象或问题所涉及物理量的属性进行分析,就可以探求物理现象规律背后的因果关系。

 本次讲座孙博华院士详细的讲授了量纲分析这一科学领域中的普适方法。首先,孙院士援引了1991年诺贝尔物理奖得主P. G. de Gennes的重要论述,“在描述物理现象中,要将全部细节融为一体,极为经常是既无望又无用的。我们需要的正是一种简单的标度公式,其中的系数可取用独立的实验点来加以调整。那样一种公式极其优美的价值是使我们能简单地理解:何谓过程?何谓根本因素?我真心希望,这种精神将会扩散至以理解敏锐著称的中国公众。”自然现象和工程问题都可通过一系列物理量结合试验、理论、模拟等进行定量描述,科学家们执着于追求和探索物理现象本质的普适规律。之后,介绍了1941年A.N Kolmogorov的湍流、1941年G.I Taylor,John von Neumann和1946年L. I. Sedov(1946)的原子弹点源爆炸、1991年诺贝尔物理奖获得者P.G de Gennes软物质、中国科学技术最高奖获得者郑哲敏院士从数量级和量纲分析看煤与瓦斯突出的机理等著名的量纲分析研究工作。通过这些著名的科学实例验证了,在追求物理现象背后标度率本质规律中,量纲分析是一种强有力的科学研究方法。

孙院士特别强调,量纲分析是非常有用,且简单的,但是如果对物理问题没有比较透彻的理解,在实际应用中极易犯错。接着孙院士介绍了自己在量纲分析领域的进展,包就生物游动力学、液滴引致薄膜褶皱问题、可压缩湍流标度率、三体和多体Kepler周期律、多米诺骨牌等多学科方向的新进展。

最后,IMT师生们就量纲分析的学习方法与应用展开了激烈的讨论,孙博华院士寄语同学们一定要在研究生期间打好基础,积淀科研养分,对物理问题要有足够深刻的理解,才能更好地应用量纲分析这一有力工具进行科学研究。


执笔人:刘哲

审核:李翔