Бенджамин, Брук

То́мас Брук Бе́нджамин (англ. Thomas Brooke Benjamin; 15 апреля 1929[1], Уолласи, Мерсисайд, Англия, Великобритания16 августа 1995[1], Оксфорд, Юго-Восточная Англия, Англия, Великобритания) — британский прикладной математик. Известен исследованиями нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных, в частности в области гидродинамики.

Общие сведения
Брук Бенджамин
Thomas Brooke Benjamin
Имя при рождении англ. Thomas Brooke Benjamin[1]
Дата рождения 15 апреля 1929(1929-04-15)[1]
Место рождения
Дата смерти 16 августа 1995(1995-08-16)[1] (66 лет)
Место смерти
Страна
Образование
Род деятельности британский математик
Награды и премии

Биография

Родился в семье юриста. Учился в школе в Уолласи, а во время Второй мировой войны — в Уэльсе; обучение прерывалось из-за заболевания диабетом. С 1947 года изучал инженерное дело в Ливерпуле, где также играл в различных оркестрах (в частности, был соучредителем и частым дирижёром Ливерпульского оркестра Моцарта). После окончания обучения в 1950 году учился в Йельском университете, где в 1952 году получил степень магистра. Затем продолжил обучение в Кембриджском университете (Королевский колледж), где изучал электронику и гидравлику (его увлекла гидравлическая лаборатория под руководством Альфреда Мориса Бинни). Защитил диссертацию, в которой исследовал кавитацию с помощью высокоскоростной фотографии[2], и в 1955 году стал стипендиатом своего колледжа. Совместно с Майклом Джеймсом Лайтхиллом опубликовал работу о поверхностных волнах (они получили одинаковые результаты независимо друг от друга, а затем опубликовали их совместно). В этой работе они сформулировали гипотезу о поверхностных волнах в жидкостях, названную в их честь (гипотеза Бенджамина — Лайтхилла)[3]. В 1958 году стал заместителем директора по исследованиям (должность, созданная специально для него на стыке инженерного факультета и прикладной математики). В 1964 году участвовал в создании гидродинамической лаборатории в Кембридже, а в 1967 году стал ридером. В 1970 году назначен директором Научно-исследовательского института механики жидкостей Эссекского университета. Там он также руководил университетским хором. В 1979 году стал седлейским профессором Оксфордского университета и стипендиатом Куинз-колледжа. В 1995 году вышел на пенсию.

В 1972 году совместно со своим постдоком Джерри Боной разработал уравнение Бенджамина — Боны — Махони (BBM) как модель для длинноволновых гравитационных волн малой амплитуды. В честь него и Х. Оно названо уравнение Бенджамина — Оно. Среди других специальных гидродинамических проблем, которые он исследовал, были кавитация с применением к повреждениям судовых гребных винтов, лавинообразные внутренние волны в океанах, закрученные потоки, течение Тейлора — Куэтта, вихреобразование и взаимодействие с крыльями самолётов, течение в каналах с жёсткими препятствиями, а также динамическое взаимодействие кожи дельфинов и подводных лодок с турбулентностью и то, как это увеличивает их скорость и бесшумность. Позже он перешёл к общим вопросам существования определённых форм течения, которые он рассматривал с помощью абстрактных математических методов (в этой области российская школа также внесла фундаментальный вклад), и рано начал использовать численные расчёты на компьютере. В Кембридже он входил в группу теоретиков гидродинамики под руководством Джефри Инграма Тейлора и Джорджа Кита Бэтчелора. Он также проводил экспериментальные работы.

В 1964 году вместе со своим студентом Джимом Фейром исследовал максимально синусоидальные водные волны в резервуаре и открыл их неустойчивость к генерации высших гармоник (неустойчивость Бенджамина — Фейра боковой полосы крутых водных волн)[4].

Часто был приглашённым профессором в Пенсильванском университете.

Был членом Лондонского королевского общества (1966), в 1990—1991 годах — его вице-президентом, а в 1992 году прочитал Бейкеровскую лекцию. В 1992 году стал иностранным ассоциированным членом Французской академии наук. Был почётным доктором Университета Бата, Университета Брунеля и Ливерпульского университета. Бенджамин был президентом Национальной конференции университетских профессоров Великобритании и поддерживал международное сотрудничество с развивающимися странами, например, с Международным центром теоретической физики в Триесте, основанным Абдусом Саламом.

Примечания

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Архив истории математики Мактьютор
  2. abgerufen am 2. Januar 2024.
  3. Man betrachte eine gleichförmige Strömung in einem Kanal endlicher Tiefe und freier Oberfläche (rotationsfrei, inkompressibel). Die Flüssigkeitsbewegung ist durch eine Stromfunktion beschreibbar, die die Laplacegleichung und die Bernoulli-Gleichung mit Bernoulli-Konstante R erfüllt (mit der Randbedingung, dass sie am Boden des Kanals verschwindet). Q sei der Volumenstrom und S die Strömungskraft (flow force). Dann ist nach der Vermutung von Benjamin und Lighthill der gleichförmige Wellenzug durch Q, R, S bestimmt.
  4. Benjamin-Feir instability, Encyclopedia of Mathematics, Springer

Литература

  • mit M. J. Lighthill: On cnoidal waves and bores. Proc. R. Soc. Lond. A 224, 1954, S. 448–460 (Benjamin-Lighthill-Vermutung).
  • On the flow in channels when rigid obstacles are placed in the stream, Journal of Fluid Mechanics, Band 1, 1956, S. 227–248.
  • Shearing flow over a wavy boundary, J. Fluid Mechanics, Band 6, 1959, S. 161–205.
  • Instability of periodic wavetrains in nonlinear dispersive systems, Proc. Roy. Soc. A, Band 299, 1967, S. 59–75.
  • mit J.E. Feir: The disintegration of wave trains on deep water, Teil 1 (Theory), J. Fluid Mech., Band 27, 1967, S. 417–430.
  • Internal waves of permanent form in fluids of great depth. J. Fluid Mech, Band 29, 1967, S. 559–562 (Benjamin-Ono-Gleichung)
  • mit J. Bona, J. J. Mahony: Model Equations for Long Waves in Nonlinear Dispersive Systems, Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences, Band 272, 1972, S. 47–78 (BBM-Gleichung)
  • Verification of the Benjamin–Lighthill conjecture about steady water waves, J. Fluid Mech., Band 295, 1995, S. 337–356.