Boris Galerkin

Boris Galerkin
Бори́с Григо́рьевич Галёркин
Född	Boris Grigoryevich Galerkin ( 1871-03-04 ) 4 mars 1871 Polotsk , Vitebsk Governorate , Ryska imperiet
dog	12 juli 1945 (1945-07-12) (74 år) Moskva , Sovjetunionen
Alma mater	Sankt Petersburg State Institute of Technology
Känd för	Galerkin metod
Make	Revekka Treivas
Vetenskaplig karriär
Fält	Tillämpad matematik Strukturell mekanik
institutioner	Militärteknik-tekniska högskolan

Boris Grigoryevich Galerkin ( ryska : Бори́с Григо́рьевич Галёркин , efternamn mer exakt romaniserat som Galyorkin ; 4 mars [ OS 20 februari] 1871–12 juli 1945) var en sovjetisk ingenjörsmatematiker .

Biografi

Tidigt liv

Galerkin föddes den 4 mars [ OS 20 februari 1871] 1871 i Polotsk , Vitebsk Governorate , Ryska imperiet , nu en del av Vitryssland , till judiska föräldrar, Girsh-Shleym (Hirsh-Shleym) Galerkin och Perla Basia Galerkina. Hans föräldrar ägde ett hus i staden, men hemhantverket de gjorde gav inte in tillräckligt med pengar, så vid 12 års ålder började Boris arbeta som kalligraf i hovet. Han hade avslutat skolan i Polotsk men behövde fortfarande proven från ytterligare ett år för att ge honom rätt till fortsatt utbildning på högre nivå. Han klarade de i Minsk 1893 som extern student. Samma år skrevs han in vid St. Petersburgs tekniska instituts mekanikavdelning. På grund av bristen på medel var Boris Grigoryevich tvungen att kombinera studier vid institutet med att arbeta som ritare och ge privatlektioner. Vid något tillfälle gifte han sig med Revekka Treivas, en andra systerdotter. De hade inga barn.

Akademiskt liv

Galerkins första vetenskapliga arbete publicerades av institutet "Transactions". Artikeln hade rubriken "A theory of longitudinal curving and an experience of longitudinal curving theory application to many-story frames, frames with rigid junctions and frame systems". Han skrev det medan han var i "Kresty"-fängelset. Sommaren 1909 åkte Boris Grigoryevich utomlands för att se konstruktioner och byggnader som intresserade honom. Under de följande fyra åren, dvs före första världskriget, besökte han och många andra institutpersonal Europa för att stimulera sina vetenskapliga intressen. Galerkin besökte Tyskland , Österrike , Schweiz , Belgien och Sverige .

Galerkin undervisade studenter på den mekaniska avdelningen konstruktionsmekanik, dvs genomförde övningar och design. Föreläsare var professor VLKirpichov - en berömd forskare inom mekanikområdet och chef för Petersburg Mechanical Scientific School. Men de flesta medlemmarna arbetade också i Polytechnical Institute , inklusive Ivan Bubnov , AN Krylov , IV Meshcherskiy och SP Timosjenko .

Hösten 1911 arbetade Galerkin även vid Women's Polytechnical Institute. 1913 arbetade han med designen av metallramen för ett pannkraftverk i St. Petersburg - den första byggnaden med metallram under stora belastningar i Ryssland. Senare ansågs det vara ett av Europas unika ingenjörsobjekt. Galerkin publicerade regelbundet sina verk i instituten "Transactions", och sedan 1915 - även i Engineering News . Före 1915 var pivotsystem i centrum för hans vetenskapliga intresse; senare började han forska om tallrikar.

1915 publicerade Galerkin en artikel där han lade fram en idé om en ungefärlig metod för differentialekvationer, i synnerhet problem med gränsvärde . Han tillämpade sin metod på ett stort antal pivot- och plåtanalysproblem . Någon gång tidigare utvecklade IGBubnov ett liknande tillvägagångssätt för variationsproblemlösningen, som han tolkade som en variant av Ritz-metodens algoritm . De utmärkande egenskaperna hos Galerkins metod var följande: han förknippade inte metoden, utvecklad av honom, med någon direkt lösning av variationsproblem, utan ansåg att den var vanlig för att lösa differentialekvationer. Han tolkade det med hjälp av principen om troliga förskjutningar. Dessa idéer visade sig vara mycket produktiva, inte bara inom strukturmekanik utan för matematisk fysik i stort.

Galerkinmetoden (eller Bubnov-Galerkin-metoden) med Galerkins (eller " svaga " ) differentialekvationer problemformulering är känd över hela världen. Idag ger de en grund för algoritmer inom områdena mekanik , termodynamik , elektromagnetism , hydrodynamik och många andra.

I januari 1919 blev Galerkin professor vid 2:a (tidigare Women's) Polytechnical Institute, kvar som lärare i konstruktionsmekanik vid 1st Polytechnical Institute (vid den tiden Polytechnical Institute hette så) mekaniska avdelningen. I mars 1920 inrättades en professorsstol i konstruktionsmekanik vid institutionen, och Boris Grigoryevich vann den i en tävling. Sommaren 1921 emigrerade SP Belzetskiy, en berömd vetenskapsman inom området strukturell mekanik och elasticitetsteori, som innehade en liknande stol vid civilingenjörsfakulteten , till Polen . Galerkin deltog i en tävling om sin stol och i början av 1922 lämnade han den mekaniska fakulteten för civilingenjörsfakulteten, som stod honom närmare i hans vetenskapliga och tekniska verksamhet.

Från 1917 till 1919 publicerade Galerkin en serie verk om rektangulära och triangulära plattor som kröktes i vetenskapliga tidskrifter och i "Russian Academy of Sciences Transactions". Senare tog han en paus från publikationer, och först 1922 började han publicera igen, men bara i utländska tidskrifter (i Sovjetunionen fanns det inte tillräckligt med papper för vetenskaplig litteratur).

I december 1923 valdes Galerkin till dekanus för Polytechnical Institutes civilingenjörsfakultet. Det hände under en mycket viktig period av institutets historia, när en grupp dekaner avgick från sina poster, protesterade mot det ceremoniella ingripandet av så kallade "studentrepresentanter", kontrollerade av fackföreningarna och kommunistpartiets kommittéer, i utbildningsprocess. Galerkin visade sig vara en begåvad ledare för fakulteten. Han lyckades neutralisera alltför aktiva "assistenter", som utsågs mot hans vilja, och han skyndade sig inte att uppfylla ordern från inkompetenta ledare som vid den tiden genomförde oändliga experiment på den högre skolan. Från 1924 till 1929 var Galerkin också professor vid Railway Engineers Institute och vid St. Petersburg University. 1924 gjorde han sin sista resa utomlands för att delta i kongressen om tillämpad mekanik i Nederländerna .

Våren 1926 fick Galerkin veta att Narkompros (utbildningsministeriet) hade fattat ett beslut om att stänga vägbyggnadssektionen vid hans fakultet. Detta beslut förbereddes och antogs i hemlighet av dekanus för Institutets kommunistiska partikommitté i samband med företaget om avskaffande av parallella specialiteter. Under tiden fanns det inga andra fakulteter i landet som utbildade specialister i byggandet av elektrifierade järnvägar, stadsbanor och tunnelbanor (fakulteten hade arbetat med detta sedan 1907). Galerkin lyckades avbryta detta förhastade beslut från Moskva . Under Galerkins period på dekanusposten skapades det första laboratoriet vid fakulteten. Han lyckades också få statligt godkännande för idén att bygga några andra stora laboratorier för fakulteten (Hydrotekniska forskningsinstitutet etablerades senare på deras bas).

I januari 1928 utsågs Galerkin till motsvarande medlem vald av USSR Academy of Sciences . Hans kandidatur nominerades av akademikerna AF Yoffe ( Abram Ioffe ), AN Krylov och PP Lazarev. I oktober 1929 lämnade han dekanustjänsten. Efter detta delades civilingenjörsfakulteten upp i två delar: vattenteknik- och bevattningssektionen blev vattenindustrifakulteten och resten blev en del av civilingenjörsfakulteten. lämnades snart utanför Yrkeshögskolan och blev Civil- och Industritekniska Institutet, som dock inte finns längre. Vattenindustrifakulteten blev snart Hydrotekniska institutet . Galerkin var professor vid båda instituten.

På 1920-talet var Galerkin redan en världsberömd vetenskapsman. Han hade blivit en auktoritet bland ingenjörer. Han rekryterades ofta som konsult för att designa och bygga seriösa industriobjekt i nordvästra Ryssland (värmekraftverk, Volkhov vattenkraftverk, Kondopoga massa , pappersbruk och andra). Han var medlem i de tekniska råden för designinstituten Gipromez och Giprotsvetmet, medlem av de akademiska råden för forskningsinstituten: Irrigation Institute (senare-Hydrotechnical Research Institute) och Institute of Structures. Efter slutet av av vattenkraftstationen i Dnepr blev Boris Grigoryevich också medlem av den statliga kommissionen.

1934 fick Galerkin två doktorsexamina i teknik och matematik och titeln Honoured Worker in Science and Engineering. I början av 1936 valdes han till medlem av USSR Academy of Sciences. Han blev också medlem av den högsta certifieringskommissionen i den statliga kommittén för högre teknisk utbildning, en ordförande för den tekniska mekanikergruppen i USSR Academy of sciences tekniska sektion, rektor för USSR Academy of Sciences Institute of Mechanics, ordförande för Civilingenjörernas vetenskapliga sällskap och dess Leningradsektion . I april 1936, enligt en statlig order, utsågs Galerkin till ordförande för den statliga kommissionen för granskning av Moskvapalatset av sovjetiska stålramsväggar och överlappande inledande projekt.

Även om Galerkin hade så många titlar förblev han professor i strukturmekanik och elasticitetsteori vid den hydrotekniska fakulteten (Hydrotekniska institutet återfördes till Polytekniska (vid den tiden -industriella) institutet som en fakultet 1934). Mestadels undervisade han i kursen om elasticitetsteori, vilket var mycket svårt för den tidens elever, som hade mycket svag träning i matematik. Studenter besökte hans föreläsningar för att titta på den "riktiga akademikern", men han gjorde dem besvikna. Han var kort, ynklig och hade en svag röst. Hans bild motsvarade inte statusen som en seriös forskare med stor auktoritet, mottagen från regeringen. Vid ett tillfälle drogs akademikern till och med ut ur en spårvagn av andra passagerare, och efter denna "olycka" ansökte institutets administration till myndigheterna om en bil.

Krigstider och död

Galerkin tecknade generaluniform 1939 när VITU of Navy (tidigare känd som Nikolaevsky Engineering Academy, nu Military engineering-technical university , ryska: Военный инженерно-технический университет ), var en bas för civilingenjör och industriteknik, som chef för dess strukturmekaniska avdelning och akademikern blev generallöjtnant . Boris Grigoryevich hade aldrig varit i armén tidigare men var tvungen att bära generalens uniform. Han var blyg och när någon hälsade honom blev han rädd och viftade med händerna.

Sommaren 1941, efter krigets början, skapades kommissionen för byggandet av försvarsanläggningar av stadsstyrelsen. Några akademiker och framstående vetenskapsmän blev medlemmar (nästan alla var från Polytechnical Institute), men bara Boris Grigoryevich var involverad i byggnadsteknik. Praktiskt taget blev han handledare för arbetet för kommissionen. Samtidigt var Boris Grigoryevich chef för expertgruppen för stadstekniska försvarsavdelningen.

Senare evakuerades han till Moskva, där han gick med i militärteknikkommissionen vid USSR:s vetenskapsakademi. Hårt oavbrutet arbete undergrävde vetenskapsmannens hälsa. Inte långt efter den stora segern dog Galerkin i Moskva den 12 juli 1945.

Matematiska bidrag

Galerkins namn är kopplat till den finita elementmetoden , som är ett sätt att numeriskt lösa partiella differentialekvationer .

Galerkins metoder inkluderar:

• Galerkinmetoden - En metod för att approximera lösningen på ett problem i svag form . Mest välkänd inom finita elementmetoden
• Petrov -Galerkin-metoden
• Effektivisering av Petrov–Galerkin-metoden (SUPG)
• Den diskontinuerliga Galerkin-metoden

externa länkar

• O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F. , "Boris Galerkin" , MacTutor History of Mathematics arkiv , University of St Andrews
• Saint-Petersburg State Polytechnical Universitys Galerkin biografi