Бенджамин, Брук
То́мас Брук Бе́нджамин (англ. Thomas Brooke Benjamin; 15 апреля 1929[1], Уолласи, Мерсисайд, Англия, Великобритания — 16 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.
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
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.