万博manbetx平台我的机械师刚刚通过了1000个注册用户里程碑并没有显示出放缓的迹象。尽管越来越多的活跃用户对iMechanica充满热情,但您可能已经注意到,iMechanica缺少一个强大的社区:流体力学家社区。万博体育平台万博manbetx平台
看着我的同事霍华德的石头迈克尔·布伦纳和l·马哈我发现流体力学领域和固体力学领域一样令人兴奋。在小型装置以及细胞和组织中对流动的探索,刚刚打开了新的机会。在各种尺度的流体力学中,还有许多其他的挑战。
像流固相互作用(如旗帜的飘扬)和软物质的变形(如液晶和水凝胶)这样的现象提醒我们一个简单的事实:学科的划分都是在我们的脑海中,没有什么比把大量的知识切成便于教学的块更重要的了。但当你探索自然界和技术领域的新现象时,这种划分就没有什么意义了。
我想开始探讨这个新的论坛话题
如果你能在这个话题上分享你的专业知识和想法,那就太好了。
爆炸工程是一个流体力学(空气中的冲击波)和固体力学(结构响应)相结合的领域。似乎这里很少有人对这个领域感兴趣。它绝对不是像纳米力学和生物力学那样的热点,而是更多有趣的、尚未解决的力学问题。还有更多令人兴奋的应用。
志刚提出了一个重要问题。
也许最简单的解释是,和许多其他领域一样,力学领域的日益专业化,产生了一些不怎么说话的小群体,因此他们彼此不了解。许多流体力学家可能不知万博体育平台道iMechanica的倡议,因为它是由固体力学家提出的,可能会认为它不适合他们。万博manbetx平台再加上我们都很忙这个简单的事实,也许这就是“神秘”的终结。
但是,当然,可能还有更多的原因。
让我提一下我认为导致“两极分化”的一些事情,而不是“物以类聚”想要“聚集在一起”的纯粹人性方面。
我们被不同的专业协会所吸引。美国物理学会流体力学分会确实是美国流体力学研究人员的焦点,其年度会议非常吸引人。其他专业学会,如AIAA、ASME、AIChE、SES等,也有一些流体力学的代表,但不像APS/DFD那样集中。APS/DFD与流体力学杂志《流体物理学》之间有着直接的联系。主要的流体力学奖项属于APS/DFD。等等......
我们在不同的期刊上发表文章。流体力学有幸拥有相对较少的高质量期刊,这些期刊吸引了该领域一些最好的论文。《流体力学杂志》在很长一段时间里一直表现出色,这在很大程度上要归功于其创始编辑G. K. Batchelor的杰出领导和奉献精神。《流体物理学》今天具有相当的地位,这在很大程度上要归功于a . Acrivos担任多年编辑的敬业工作,他真正推动了该期刊的发展。(无意冒犯现任编辑,但这些贡献往往在事后更容易被看到。)第三个重要的期刊或系列是《流体力学年度评论》,同样由米尔顿·范·戴克亲切地主持。多年来,它为我们的领域提供了一个很大的焦点。
我认为“混合型”期刊,比如J. apple。动力机械。,在流体力学领域从未获得类似的地位或影响,而我相信他们在固体力学领域非常受重视。因此,即使涉及到出版,这两个子领域也只是偶尔相遇。
当然,在我们的日常生活中,我们处理课程事务,招收研究生,审查教员候选人,并在很大程度上独立举办研讨会。这就是我之前提到的专业化的可悲后果。你甚至可能会遇到奇怪的流体力学教员,他认为让研究生上固体课程是浪费时间,反之亦然……
有一些积极的消息。像美国理论与应用力学全国委员会和IUTAM这样的组织仍然在努力促进力学的凝聚力。他们意识到,把我们联系在一起的东西比把我们分开的东西要多。从本质上讲,我们都是在描述一种现象,在这种现象中,物质被视为一个连续体,或者只要这种观点有意义(即,直到纳米科学和技术接管),这种观点就会保持下去。更重要的是,我认为我们对科学方法论,一系列分析,数值和实验技术,以及如何进行科学和工程的哲学观点都有共同的兴趣。
因此,志刚的想法是找到方法弥合两个社区之间的差距,这是正确的。在IUTAM内部,我知道我们在大会上看到越来越多的专题讨论会和会议,它们不能整齐地归入“固体”、“流体”或“动力学”的范畴。位于这些领域之间的学科,或者是连接它们的学科,都是非常非常令人兴奋的——而且要求很高。新的力学课程可能应该包括诸如统计物理、量子力学和拓扑方法等学科,这里只提几个我个人最喜欢的。在我看来,早期采用这种交叉学科的项目和学校将在吸引最优秀、最聪明的研究生、资金和做出开创性发现的机会方面获益良多。(我甚至还没有提到将生物学纳入课程……)
显然,志刚触动了我的一个敏感按钮……伊利诺斯州的TAM部门,在那里我们实现了我上面描述的一些理想的整合,它的消亡是一个悲伤的故事,无论是在个人层面上(因为我投入了太多的时间和精力)还是在专业层面上。我担心,发生这种情况的一个原因是,美国机械师社区没有强烈的声音反对这一举动。例如,想象一下,如果一所大学想要关闭它的数学系会发生什么(你会想起在不太遥远的过去发生的一个实际例子)。在我看来,力学作为一门科学,在美国和世界各地普遍受到围攻。毫无疑问,机械作为一门服务学科将继续蓬勃发展。对于那些认为力学(这门科学)应该万博体育平台在每一所严肃的研究型大学拥有学术基地的流体力学家来说,在固体力学中找到我们的智力伙伴实际上会有很多收获。
哈桑•基诺Reynolds Metals教授工程科学与力学学系弗吉尼亚理工大学,布莱克斯堡,弗吉尼亚州24061,美国
尼尔斯·玻尔客座教授流体动力学中心丹麦技术大学,丹麦林比DK-2800
亲爱的哈桑:
你的长篇大论和敏锐的见解将对引导这次讨论大有帮助。万博manbetx平台iMechanica(以及一般的互联网)可能为我们提供了一个处理分歧问题的方法。
看了你的评论也让我想起了我之前的一篇文章,应用力学怎么了.今天回顾一下,我觉得我可能把一个想法推得太紧了,但我的出发点是对的。无论如何,这个帖子并没有被许多机械师同行仔细审查。万博体育平台(邮件的日期是2009年9月4日,在iMechanica正式上线之前,当时我们的用户万博manbetx平台还不到20人,其中很多都是从我的家人和研究小组中招募来的。)
我完全同意Aref教授的观点。在北京大学的机械系接受教育(顺便说一下,从去年开始,这也是一段历史了),我发现自己放弃了童年的教授梦想,成为了一名机械工程师,这让我很着迷。我还发现,流固相互作用可以从许多角度被认为是一个跨学科的话题。当问到流体力学家在哪里时,我们是否已经默认地将他们排除在固体力学万博体育平台世界之外了?
医学力学需要有效的流固相互作用(FSI)分析和测试方法,以达到“预测医学”的水平。例如,志刚举的旗子颤振的例子是在心脏瓣膜行业中观察到的。循环系统是涉及FSI的血液管道,需要在那里,不幸的是,我们机械师还没有站得足够高,有效地解决他们。万博体育平台
当然,近年来我们已经看到了生物力学中流体-固体相互作用建模的爆炸式增长,既强调孔隙弹性而不是粘弹性,也强调流体-固体相互作用的直接建模,经常使用“基于物理的建模”方法。我猜这方面的大部分工作都在即将发表的阶段,因为这个话题在最近的会议上占据了主导地位,但还没有真正在档案期刊上占据主导地位。
流体力学与固体力学的分离可以追溯到上个世纪50年代。在他们颇具影响力的理论物理课程中,朗道和利夫希茨在《连续介质力学》卷(第二版)的前言中写道:
线性偏微分方程所描述的清晰表述的数学问题的解在弹性理论中起着关键作用。因此,弹性理论本质上是所谓数学物理的一部分。
流体力学的性质是明显不同的。它的方程是非线性的,很少有直接解。正因为如此,流体力学的发展与实验联系在一起。后者将流体力学与物理学的其他部分结合在一起。”
最终在后来的版本中,流体力学和弹性被分成两卷。
在更广泛的背景下,提出的问题是我们自己和学生的教育问题。正如我们所熟知的那样,自然界和技术中的问题不会被整齐地打包成“量子、统计、经典和连续体……”,也不会被打包成“生物、化学、物理、机械、电气、……””类别。正是我们人类没有能力理解更大的整体,把问题分解成小块……但很少有人能把碎片拼凑成一个整体。
任何一个在学科之间的无人区走过的人都知道那种兴奋和沮丧;前者来自发现新问题,后者来自认识到我们所知甚少。
如果我们真的想强调学科的统一性,那么在生命科学中似乎很有效的方法可能值得考虑。我们是否有足够的空间来认真思考一个多作者的文本(也许是电子的),利用我们个人的专业知识和兴趣来教育下一代?据我所知,没有一个地方有一个系统的介绍,强调主体的统一而不是分裂,但仍然依附于基础——即专注于以“尽可能简单,但不简单”的方式解释可观察到的现象,引用爱因斯坦的话。在教授连续介质力学的过程中,我们可以也确实花时间在概括和尝试统一的方法上,但很少关注问题的解决或对困扰和挑战我们的实验和经验现象的考虑。而具体的课程侧重于后者,而牺牲了连接不同学科的概括性,从而解决新问题的能力。在数学、化学、物理、化学工程和材料科学....中,经典力学、统计力学和量子力学也可以做出类似的陈述每一个都有形式和直观的方面,应该有很多相互作用;有时会,但通常不会。
如果我们通过使用不寻常的现象来补充我们的教育方法,即那些不符合“直觉”的现象(定义为故意移动的目标,正如MPlanck曾经说过的那样——“在物理学中,一个人永远不会理解任何事情,一个人只是习惯了它”!)除了花时间在通常的概论和形式化上——类似于“案例研究”,可能是工业问题,由其他学科驱动的应用等等——来激励主题呢?并强调了无知的领域和我们所了解的一样多。
事实上,这种方法可以在更广泛的背景下做得很好,比如在一般的集体现象中——流体力学、热力学、凝聚态行为,以及分子和细胞生物学和生理学的很大一部分都是具体的例子。例如,在流体力学方面,剑桥大学出版社制作了一个相当不错的CDROM,名为“多媒体流体力学”,它是一个突出各种现象的电影和教程的集合,还有一本由Guyon, Petit和Hulin撰写的优秀书籍,名为“Ce qui disent les fluides”,这是范戴克的现象“流体力学专辑”的现代版本,激发了一代好奇的孩子对这个主题(包括自己)。在一个更高级的层面上,“流体动力学的视角”由Batchelor和他的同事们一起讨论了这个奇妙的主题所提供的前景。另外还有一个网站叫做www.efluids.com”
还有地方放一本“资料集”吗?还是多媒体“物质的凝聚相”?如果它们存在,了解它们会很好……
我所知道的最接近这种风格的书是j·e·戈登的两本书,书名是《结构:或者为什么东西不会掉下来》和《坚固材料的新科学》,还有D·塔博尔的《气体、液体和固体》,以及皮帕德的《经典热力学》。还有其他类似水平的书吗?在物理学中,当然有费曼讲座;在数学方面,有Alexandrov, Kolmogorov和Lavrentiev的3卷系列“数学:其内容,方法和意义”和Courant和Robbins的“什么是数学”-所有这些都试图对各自的主题提出统一的观点……
L. Mahadevan,工程与应用科学,有机体和进化生物学,以及系统生物学哈佛大学和哈佛医学院
www.deas.harvard.edu/ softmat
对我们的领域进行现代综合的需要,在前一个由罗伯特·Ballarini.
也许我们应该谈谈合成这种物质的可能方法。一份好书清单将是一个很好的起点。当然,个人和多个作者的书籍(电子或印刷)仍将是许多人选择的一种方式。一些大胆的网站还尝试了新的创作工具,比如Wiki。虽然维基百科在许多主题上都很成功,但我还没有在我们的领域找到好的例子。
进一步讨论的一个可能的题目是现代综合的可能方法。有哪些新工具?人们是如何被激励去做这件事的?什么样的综合将对我们和子孙后代有用?
流体力学家最好懂点固体力学,反之亦然。万博体育平台
对我来说,Im万博manbetx平台echanica对力学做出了非常重要的贡献,它将大量的个人聚集在一起,不仅展示了他们的科学能力,而且还展示了他们的慷慨。这种奇妙性格的迹象包括贴出未出版的书籍、课堂笔记,以及愿意回答全球同事提出的问题。
正是由于这个原因,我认为现在是时候尝试L. Mahadevan教授建议的至少一项活动了;力学中不同主题的多作者处理的持续发展。就我个人而言,通过阅读志刚关于统计力学和断裂力学的笔记以及威廉·尼克斯关于薄膜的书,我学到了很多东西。我把这些治疗方法的一部分纳入了我自己的课程。毫无疑问,在我看来,高质量的文本可以通过将志刚的笔记与那些花了大量时间学习断裂力学的人的笔记交织在一起来实现(我相信我可以为这样的努力做出贡献)。
那么,关于断裂力学(和其他主题)的“开源”文本如何?我们对这些学科都有不同的看法,我们都可以为向后代传授这些学科做出贡献。我们的努力将证明是协同的。
我赞同罗伯托的观点。有很多关于骨折的讲义已经贴出来了,而且都写得特别好。因此,如果能够通过iMechanica出现单一版本的断裂力学文本,将是非常有益的,具有重要的价值。万博manbetx平台它将成为这一主题课程的研究生水平的首选文本,也是那些倾向于研究断裂力学的人的第一参考。这将为机械师感兴趣的其他类似的书籍项目提供种子。万博体育平台
我偶然知道这个网站。但我发现它很好。志刚说流体力学的人少,所以我决定加入。
我只是研究断裂力学在流体中的应用。但这方面的信息似乎很少。我们所有人都认为流体中存在断裂是很奇怪的!为什么不呢?
好主意,也许可以扩展到工程的许多领域。你在本科教学中使用的最新版本的静力学或力学教材真的值得花100多美元买一本吗?
然而,实现开源图书需要大量的协调和一些实际的工作——不要低估时间的投入。我猜这需要的资源远远超过一群人的共同努力。
我正在研究流体力学。我对固体力学也很感兴趣。他们之间一定有有趣的事情。
我一直在寻找一个论坛,为人们参与流体动力学很长一段时间。然而,除了CFD讨论板之外,WWW上几乎没有什么正经的东西。今天,通过一个研究人员的博客,我发现了这个不错的网站。作为一名博士生,你会接触到许多研究生课程,因此被迫与不同领域的学生接触,这实际上是丰富的。然而,在当地是相当有限的。通过会议(APS, EFMC等),人们或多或少地局限于流体动力学,热力学和传热,但不经常涉及固体力学。我还没有发现很多与实体力学有交集的领域,但我相信任何交集都是有益的。
你好,。拉米斯,
我和你有同样的感觉。我的专业不是固体力学。但是我想知道他们在做什么,在这个领域有什么课题和困难。也许这对我们的研究有帮助。有一颗“好奇”的心是很好的。
问候,
埃里克
索教授,我有个幼稚的想法。也许我们可以写一封邀请函世界各地的教授,在理论或实验领域力学,固体或流体,邀请他们加入力学,以你的名义万博manbetx平台或者以力学的名义。万博manbetx平台
这是一个邀请函你可以发邮件给其他机械师来宣传iMechanica。万博体育平台万博manbetx平台
力学应该吸引的一个重要群体是流固相互作用的研究人员。万博manbetx平台我毕业时只接受流体力学的博士训练,但后来在应用数学系工作时,我对固体力学产生了兴趣。我相信这个小组的很多研究人员都在机械、土木、航空航天和应用数学系工作。
流体方程和固体方程可以用统一的方法一起求解(http://dx.doi.org/10.1016/j.jcp.2007.12.004),使用在CFD中更流行的有限体积方法。这让我更加相信,未来的力学将包括来自固体和流体方面的人,万博manbetx平台甚至应用数学家。
我最近参加了一个有趣的会议(http://www.fifthmitconference.org/).作为《计算机与结构》杂志的审稿人,我发现越来越多的流体研究者寄来高质量的稿件参加这次会议,并在这本知名的固体力学杂志上发表流体力学论文。在统一固体和流体之间的分歧方面,固体力学家已经比流体力学家更努力了。万博体育平台
我研究流体和固体力学,未来很可能会研究FSI问题。我在这里,让我们看看力学是否能帮助这个年轻人度万博manbetx平台过难关。
在物质的状态中,液体和固体通常被认为是相邻的状态,但有时也有采用小他们之间。例如,在液晶显示器中有微小的活动部件,用于显示目的的光开关。Jerald Ericksen在他的Timosheko接受演讲中指出,a万博manbetx平台机械两在电场的驱动下,转动开关。渴望超越技术人员的学生将学习适用于物质所有状态的应用物理学原理。