عالِم

Claude-Louis Navier

1785–1836 · ديناميكا الموائع, ميكانيكا الأوساط المتصلة, نظرية المرونة, الميكانيكا الإنشائية
كلود-لويس نافييه — مهندس وفيزيائي فرنسي، اشتق في عام 1822 معادلات حركة الموائع اللزجة، المعروفة الآن باسم معادلات نافير-ستوكس. قام بتعديل معادلات أويلر بإضافة حد يأخذ في الاعتبار الاحتكاك الداخلي (اللزوجة)، وافترض اعتمادًا خطيًا للإجهادات على معدلات الانفعال. أصبحت هذه المعادلات أساس ديناميكا الموائع، حيث تصف جريان السوائل والغازات في نطاق واسع جدًا من الظروف — من جريان الماء في الأنابيب إلى العمليات الجوية. وهي التي تقوم عليها التحليلات الحديثة لمسألة وجود ونعومة الحلول، بما في ذلك مسألة إمكانية الانفجار في زمن منتهٍ. كما ساهم نافييه في نظرية المرونة، حيث صاغ معادلات التوازن والحركة للأجسام المرنة، وفي الميكانيكا الإنشائية — يحمل اسمه طريقة حساب الجوائز. ومع ذلك، فإن الأهم بالنسبة للموضوع المطروح هو اشتقاق معادلات حركة الموائع اللزجة، التي أصبحت نقطة انطلاق لجميع الأبحاث اللاحقة، بما في ذلك أعمال ليراي وهوبف ولاديزينسكايا.

سيرة

وُلد في ديجون، فرنسا. تخرج من المدرسة المتعددة التقنيات ومدرسة الجسور والطرق. عمل مهندسًا للجسور، ثم أستاذًا في المدرسة المتعددة التقنيات ومدرسة الجسور والطرق. عضو الأكاديمية الفرنسية للعلوم. توفي في باريس.

اكتشافات رئيسية

💡
المفاهيم
المحاكاة العدديةالجاذبية
قوانين
معادلات نافييه-ستوكس
العلماء
Robert HookeJacob BekensteinKarl SchwarzschildJoseph WeberIsaac NewtonRoger PenroseGalileo GalileiJohannes Kepler

مقالات ذات صلة

كيف يتدفق العسل عبر الإسفنج: معادلات جديدة
ضع قطرة عسل على إسفنجة. إنها تزحف بتكاسل، متجنبة الفراغات. لكن إذا أصبح العسل أقل لزوجة عند الضغط، فسيكون التدفق أكثر دهاء. السائل ذو اللزوجة المتغيرة في متاهة المسام غير المنتظمة — مسألة كانت مستعصية على الحساب. استطاع مؤلفو العمل الجديد اختزال فوضى القنوات الدقيقة إلى معادلات بسيطة.
هبّات الرياح وتموّج الماء: ما القاسم المشترك؟
تهب الرياح بشكل منتظم، لكن فجأة تأتي هبّة فتتصاعد الأوراق في دوامة. داخل هذه الهبّة، تتغير سرعة الهواء ليس بشكل سلس بل بشكل متقطع — تارة إلى الأمام بحدة، وتارة إلى الجانب. هذه الهبّات النادرة والقوية تُعرف باسم "التبدل المتقطع" (intermittency)، وهي اللغز الرئيسي للاضطراب.
الماء في المسام النانوية: طبقات أم دفعة واحدة؟
في شق ضيق بين لوحين، يتجمع الماء من الهواء الرطب تلقائيًا — وهذا هو التكاثف الشعري (capillary condensation). إذا كان عرض الشق بضعة نانومترات فقط، فإن الماء لم يعد يتصرف كسائل متصل: كل جزيء له أهميته. ولكن كيف يمتلئ هذا الشق بالضبط — طبقات أم دفعة واحدة؟ — ظل غير واضح حتى الآن.
كيف نُقرّب الشلال من الموجة؟
غليان قدر، هبّة ريح، عمود دخان من نار — كل هذا يخضع لمعادلات يسميها علماء الرياضيات «لاخطية ومبددة». ببساطة، تفقد الطاقة فيها بسبب الاحتكاك، وتؤثر أجزاء التدفق على بعضها بقوة تجعل التنبؤ بالحركة مسبقًا مهمة شبه مستحيلة. هذه المعادلات — معادلات نافييه-ستوكس للانضغاط — تصف تقريبًا أي مائع، من الماء إلى الغاز بين النجوم.
عسل لزج وهواء غير مرئي
قطرة العسل تنتشر على الطاولة ببطء، بينما الماء ينتشر بسرعة. مقاومة التدفق، أي اللزوجة، تختلف من سائل لآخر. ولكن ماذا لو تغيرت اللزوجة أثناء الحركة، كلما انضغط المادة أو تمددت؟ هذا هو سلوك العديد من الغازات، والمعادلات التي تصف حركتها، معادلات نافييه-ستوكس، تصبح شبه مستحيلة التعقيد.
إبرة من ماء: كيف جعل 10,000 وكيل معادلات نافييه–ستوكس تنفجر
في 1934 برهن جان لوراي أن لمعادلات نافييه–ستوكس حلولًا دائمًا «بالمعنى المعمم». أما هل يبقى الحل أملس أم قد ينكسر في تفرّد فلم يعرف، ولم يعرف أحد تسعين عامًا. في 2000 أدرج معهد كلاي السؤال ضمن مسائل الألفية السبع. صياغة تشارلز فيفرمان أمينة: يطلب برهان أي من أربع عبارات. (A) و(B): دون قوة خارجية تبقى السلاسة دائمًا، في الفضاء وعلى الطارة.