존 스콧 러셀

존 스콧 러셀 프리즈 FRS FRSA
1847년 존 스콧 러셀
태어난	1808년 5월 9일 (1808-05-09) 스코틀랜드 글래스고 파크헤드
죽은	1882년 6월 8일(1882-06-09)(74) 영국 와이트 섬, 벤트너
국적.	영국의
교육	에든버러 대학교, 세인트루이스 대학교 앤드류스 글래스고 대학교
직종.	기사.
배우자	해리엣 러셀(성: 오스본)
아이들.	오스본 러셀, 노먼 스콧 러셀, 루이사 스콧 러셀, 메리 레이첼 스콧 러셀, 앨리스 M.스콧 러셀
부모	데이비드 러셀과 아그네스 클라크 스콧
엔지니어링 경력
기관	에든버러 왕립학회(평의원 1838-9), 왕립학회, 토목기사협회(부회장), 해군건축사협회(부회장), 예술협회(비서 1845-50)
어워드	키스상

존 스캇 러셀 FRSE FRSA(John Scott Russell FRSE FRSA, 1808년 5월 9일 글래스고 파크헤드 ~ 1882년 6월 8일 벤트너, 와이트 섬)는 스코틀랜드의 토목 엔지니어, 해군 건축가, 조선업체로, 이삼바드 킹덤 브루넬과 협력하여 그레이트 이스턴을 건조했다.그는 솔리톤의 현대 연구를 낳은 번역의 물결을 발견하여 선박 건조의 물결 체계를 발전시켰다.

러셀은 1851년 세계 박람회의 주최자였다.

초기 생활

존 러셀은 1808년 5월 9일 글래스고 파크헤드에서 데이비드 러셀 목사와 아그네스 클라크 스콧의 아들로 태어났다.그는 세인트루이스 대학에서 1년을 보냈다. 앤드류스는 글래스고 대학으로 편입하기 전.그는 글래스고 대학에 있을 때 어머니의 결혼 전 성 스캇을 자신의 성 스캇 러셀에 추가해 존 스캇 러셀이 되었다.그는 1825년 17세의 나이로 글래스고 대학을 졸업하고 에든버러로 이사하여 레이스 기계학 연구소에서 수학과 과학을 가르치며 도시에서 ^[1]가장 높은 출석률을 기록했다.

1832년 존 레슬리 에든버러대 자연철학 교수가 사망하자 스캇 러셀은 24세에 불과했지만 자연과학에 능통하고 강사로서의 인기에 힘입어 영구교수의 공석을 임시로 채웠다.그러나 그는 자신이 존경하는 다른 후보와 경쟁하는 것을 거부했고 이후 엔지니어링 분야와 실험 연구에 대규모로 ^[2]집중했다.

가정생활

그는 1839년 아일랜드 남작 다니엘 톨러 오스본 경과 더블린 클랑카티 백작의 딸인 해리에트 트렌치와 결혼하여 두 아들 (노먼이 살아남은)과 세 딸 루이스 (1841–1878), 레이첼 (1845–1882)와 앨리스를 두었다.런던에서 그들은 예술 협회의 비서에게 제공된 집에서 5년 동안 살다가 러셀과 그의 친구들이 ^[3]팩스턴의 대전을 위한 유리 집을 가까운 크리스털 팰리스로 옮긴 후 특히 주목의 대상이 된 시덴햄 힐로 이사했다.

아서 설리번과 그의 친구 프레데릭 클레이는 1860년대 중반 스콧 러셀의 집에 자주 들렀습니다; 클레이는 앨리스와 약혼했고 설리번은 레이첼에게 구애했습니다.클레이가 부유한 집안 출신이었던 반면, 설리번은 여전히 가난한 집안 출신의 젊은 작곡가였다; 스콧 러셀 부부는 앨리스와 클레이의 약혼을 환영했지만, 그는 헤어졌지만 설리번과 레이첼 사이의 관계는 금지시켰다.1868년 어느 시점에 설리번은 루이스와 동시에 (그리고 비밀스러운) 바람을 피우기 시작했다.두 ^[4]관계는 1869년 초에 끝났다.

미국인 엔지니어 알렉산더 라이먼 할리는 그레이트 이스트 건설 당시 스캇 러셀의 런던 방문에서 그의 가족과 친구가 되었다.할리는 또한 시덴햄에 있는 스콧 러셀의 집을 방문했다.그 결과, 할리와 그의 동료 제라 콜번은 1860년 6월 사우샘프턴에서 뉴욕으로 가는 그레이트 이스턴의 처녀 항해를 했다.스콧 러셀의 아들인 노먼은 브루클린에 있는 그의 집에서 할리와 함께 머물렀습니다. 노먼 역시 첫 항해를 떠났지만 존 스콧 러셀은 하지 않았습니다.

그의 아들 노먼은 그의 아버지를 따라 해군 건축가가 되었고, 그의 아버지가 ^[5]설립한 해군 건축 협회에 기여하였다.

증기차

에딘버러에 있는 동안 그는 증기 엔진을 실험하여 사각 보일러를 사용하여 보일러 표면을 유지하는 방법을 개발하였고, 이것이 보편화되었습니다.Scottish Steam Carge Company는 각각 12마력의 힘을 내는 두 개의 실린더를 가진 증기 마차를 생산하기 위해 설립되었습니다.6대는 1834년에 건설되었고, 잘 뿌리내리고 높은 기준에 맞게 설치되었으며, 1834년 3월부터 글래스고의 조지 스퀘어와 페이즐리의 톤틴 호텔 사이를 시속 15마일로 운행했다.도로 관리인들은 도로가 마모되고 통나무와 돌멩이들이 도로에 여러 가지 장애물을 두게 되어 실제로 말이 끄는 마차에 더 큰 불편을 주었다고 반대했다.그러나 1834년 7월 객차 중 하나가 전복되고 보일러가 부서져 승객 몇 명이 사망했다.두 대의 마차가 런던으로 보내졌고, 그곳에서 그들은 런던과 ^[6][7]그리니치 사이를 짧은 시간 동안 달렸다.

번역의 물결

1834년, 운하 보트의 가장 효율적인 디자인을 결정하기 위한 실험을 하던 중, 그는 그가 번역의 물결이라고 표현한 현상을 발견했다.유체역학에서 그 파동은 이제 러셀의 단독파라고 불린다.이 발견에 대해 그는 다음과 같이 ^[8][9]말하고 있습니다.

나는 한 쌍의 말이 좁은 수로를 따라 빠르게 끌려가는 보트의 움직임을 관찰하고 있었다.그때 보트는 갑자기 멈춰섰다.수로의 물덩어리가 심하게 동요한 상태에서 배의 뱃머리에 쌓였다가 갑자기 배를 뒤로 하고 빠른 속도로 앞으로 굴러갔다.거대한 단독 표고 형태, 둥글고 매끄럽고 명확하게 정의된 물 더미, 형태 변화나 속도 감소 없이 수로를 따라 계속 흐른다고 가정한다.나는 말을 타고 따라갔는데, 아직도 시속 14km로 굴러가는 속도를 따라잡고, 원래의 모습을 30피트(9m)에서 1.5피트(30~45cm) 정도 유지했습니다.높이가 점점 낮아져 1, 2마일[2-3km]의 추격 끝에 해협 구불구불한 곳에서 잃어버렸습니다.그래서 1834년 8월, 번역의 물결이라고 불리는 특이하고 아름다운 현상에 대한 첫 인터뷰였다.

Scott Russell은 이러한 파도에 대한 실용적이고 이론적인 조사를 하는데 시간을 보냈다.그는 집에 파도 탱크를 만들고 몇 가지 주요 특성을 알아챘습니다.

• 파도는 안정적이고 매우 먼 거리를 이동할 수 있습니다(일반 파도는 평평해지거나 가파르게 되어 전복되는 경향이 있습니다).
• 속도는 파도의 크기와 물의 깊이에 따라 달라집니다.
• 일반적인 파도와 달리 이들은 결코 합쳐지지 않습니다. 따라서 작은 파장은 두 파장이 합쳐지는 것이 아니라 큰 파장으로 추월됩니다.
• 만약 파도가 수심에 비해 너무 크면, 그것은 둘, 하나는 크고 하나는 작습니다.

스콧 러셀의 실험적인 연구는 아이작 뉴턴과 다니엘 베르누이의 유체역학 이론과 대조되는 것처럼 보였다.조지 비델 에어리와 조지 가브리엘 스톡스는 스콧 러셀의 관찰을 기존의 수파 이론으로 설명할 수 없었기 때문에 스콧 러셀의 실험적인 관찰을 받아들이는데 어려움을 겪었다.그의 동시대인들은 이론을 확장하기 위해 약간의 시간을 보냈지만 설명이 제공되기까지는 1870년대까지 걸릴 것이다.

레일리 경은 1876년 수학 이론으로 존 ^[10]스콧 러셀의 실험 관찰을 뒷받침하기 위해 철학 잡지에 논문을 발표했다.1876년 그의 논문에서, 레일리 경은 스콧 러셀의 이름을 언급했고, 또한 최초의 이론적 치료가 1871년 조셉 발렌틴 바우시네크에 의해 이루어졌다는 것을 인정했습니다; 바우시네크는 그의 1871년 ^[11]논문에서 스콧 러셀의 이름을 언급했습니다.따라서 스캇 러셀의 단독 파도에 대한 관찰은 그의 생전에 몇몇 저명한 과학자들에 의해 사실로 받아들여졌다.

Korteweg와 de Vries는 1895년 논문에서 존 스콧 러셀의 이름을 전혀 언급하지 않았지만, 1871년 Bousinesq의 논문과 1876년 Rayleigh 경의 논문을 인용했다.비록 1895년에 Korteweg와 de Vries에 의한 논문은 이 주제에 대한 첫 번째 이론적 설명은 아니었지만, 솔리톤 ^[12]이론의 발전 역사에서 매우 중요한 이정표였다.

1960년대와 현대 컴퓨터의 등장이 있은 후에야 물리학, 전자, 생물학, 특히 광섬유에서의 스콧 러셀의 발견의 중요성이 이해되기 시작했고, 이는 현대의 일반 ^[13]솔리톤 이론으로 이어졌다.

솔리톤은 정의상 다른 ^[14]솔리톤과의 충돌에 의해 모양과 속도가 변경되지 않습니다.따라서 수면 위의 고립된 파동은 솔리톤이 아닙니다. 즉, 두 개의 (충돌 또는 추월) 고립된 파동이 상호작용한 후에는 진폭이 약간 변화하고 진동 잔류물이 ^[15]남습니다.

파선 방식

일단 러셀은 그의 번역의 선두에서 전례 없는 속도로 보트를 관찰하는 방법을 갖게 되자, 그는 최소한의 저항을 주는 선체 모양을 찾는 보트 디자인의 보다 근본적인 문제를 다루었다.이는 물 덩어리를 효율적으로 선체 밖으로 옮겼다가 그 물 덩어리가 지나간 후 그 틈을 메우기 위해 되돌아오는 것에 대한 우려였다.동력계를 사용한 세심한 측정을 통해 그는 정현파가 이상적인 형태를 만든다는 자신의 이론을 입증했다.

처음에 그는 선미가 줄기의 거울이 될 수 있다고 생각했지만, 곧 제거된 물이 그의 단독 파도보다 전통적인 파도에 가까운 것을 만들어냈고 결국 현수막 모양의 둥근 선미를 만들었다는 것을 깨달았다.

그의 연구는 상선과 해군 함정의 선체 디자인에 혁명을 일으켰다.당시 대부분의 배들은 화물 수송 능력을 최적화하기 위해 둥근 활을 가지고 있었지만, 1840년대부터 "극단 클리퍼 배"는 그레이트 이스트와 함께 정점을 이루는 증기선들이 늘어나면서 오목 활을 보이기 시작했다.그의 견해가 ^[16]피시본 사령관에 의해 제기된 후, 미국의 해군 건축가 존 W 그리피스는 러셀에게 진 빚을 인정하기는 꺼려졌지만, 1850년^[17] 그의 해양 및 해군 건축에 관한 논문에서 러셀의 작업의 힘을 인정했습니다.

도플러 효과

스콧 러셀은 1848년에 그가 발표한 도플러 효과의 첫 번째 실험 관찰 중 하나를 만들었다.크리스찬 도플러는 1842년에 그의 이론을 발표했다.

프로페셔널 어소시에이션

러셀의 초기 실험 작업의 대부분은 영국 협회의 후원으로 이루어졌고, 그의 일생 동안 그는 그 시대에 더욱 중요해진 과학적이고 전문적인 협회에 기여했다.

1844년에 철도 붐은 최고조에 달했다.러셀은 1841년 브리태니커 백과사전 제7판에 증기 엔진과 증기 항해에 관한 기사를 기고했는데, 이 기사도 책 ^[19]형태로 나왔다.찰스 웬트워스 딜케는 그에게 런던의 철도 크로니클이라는 새로운 주간지의 편집직을 제안했고 러셀 가족은 곧 웨스트민스터의 작은 방 두 개짜리 아파트에 살게 되었다.그 다음해 그는 또한 스트랜드에 타운하우스를 제공하는 전국 전시회를 조직하기 위해 왕립 예술 협회에 의해 설립된 위원회의 서기가 되었다.러셀은 곧 헨리 콜을 위원회에 소개했고, 1847년 첫 번째 전시회가 열리기 몇 주 전에, 러셀과 콜은 3일 내내 런던을 돌아다니며 제조업자와 가게 주인들을 모집했다.이 전시회와 두 번의 후속 전시회는 매우 성공적이어서 1851년에 국제판이 계획되었다.이때 러셀은 철도 붐이 끝난 후 다시 조선업을 시작했고, 비록 그가 RSA의 Great Exhibition의 임명된 비서가 되었지만, 이때 헨리 콜은 앞장섰고, 그는 많은 일에 대한 보상으로 오직 금메달만을 받았다.

그는 1847년 정기적으로 출석하여 자주 기부를 하는 토목 기술자 협회의 회원이 되었고, 1857년 평의회에 선출되어 1862년 부총재가 되었다.그러나 그는 윌리엄 암스트롱 경과의 금전적 분쟁에 휘말리게 되었고 대통령이 되지 못했다.그러나 "연설가로서, 특히 식후 연설가로서, 그에 ^[20]필적하는 사람은 거의 없었다."그는 1849년에 왕립학회 회원으로 선출되었지만 기여는 적었다.

1860년, 시덴햄에 있는 그의 집에서 열린 회의에서, 해군 건축가 협회가 설립되었고, 러셀은 전문적인 ^[21]부통령 중 한 명이었다.그는 대부분의 회의에 참석했고 거의 ^[22]논평을 하지 않았다.1864년에 그는 해군 건축의 현대 시스템에 관한 방대한 3권짜리 논문을 발표했는데, 이 논문에는 건조되고 있는 많은 새로운 선박들의 프로필이 나와 있다.

그의 부고 기사에는 해군 건축물에 대해 다음과 같이 적혀 있었다.

"그의 경력을 시작할 때 그는 그것이 가장 경험적인 예술이라는 것을 알았고, 그는 그것을 가장 정확한 공학 과학 중 하나라고 말할 수 있습니다.이 위대한 결과에는 그 자신 외에도 많은 다른 사람들이 기여했지만, 그의 개인적인 조사와 그것들로부터 추론한 이론들은 과학적인 해군 건축에 첫 번째 자극을 주었다."^[20]

선박 건조

1838년경부터 스콧 러셀은 톰슨 앤 스피어스의 작은 그리녹 조선소에서 일했고, 그곳에서 그는 다른 많은 혁신과 함께 일련의 로열 메일 선박에 그의 파선 시스템을 도입했습니다.케어드가 조선소를 인수한 후, 그는 런던으로 옮기기로 결심했고 1848년 밀월 철공소 조선회사를 인수했다.그는 브루넬을 위해 호주 항해를 위해 두 척의 배를 만들었는데, 이는 브루넬의 SS 영국, 애들레이드, 빅토리아와 거의 같은 크기이다.급유와 물의 문제로 브루넬은 이번 항해를 위해 더 큰 배의 관점에서 생각하게 되었지만, 5척이 더 같은 ^[23]등급으로 건조되었다.

이삼바드 왕국 브루넬은 그를 그레이트 이스턴 건설 프로젝트의 파트너로 만들었다.비록 원래의 개념, 세포 구조, 그리고 노와 나사의 공동 사용은 브루넬의 아이디어였지만, "배는 파선 형태, 구조 종방향 시스템, 완전 격벽과 부분 격벽, 그리고 특히 스콧 러셀의 건축 세부사항을 구현한다."^[20]이 프로젝트는 여러 가지 문제로 골머리를 앓았습니다.스콧 러셀은 그 일을 끝내려고 회복했지만, 중간에서 파산한 결과로는 너무 낮은 입찰가를 냈습니다.그러나 러셀이 선호하는 ^[24]건 건 건식 도크보다는 측면 출시를 고집한 것은 브루넬이었습니다.그레이트 이스트는 결국 1858년에 발사되었다.Scott Russell은 사업가보다 더 나은 과학자였고 그의 명성은 그의 재정 부정과 분쟁으로부터 완전히 회복되지 못했다.

1850년대에 그는 해군 내에서 철제 군함의 건조를 주장했고, 최초의 디자인인 HMS 워리어(HMS Warrior)는 일부 사람들에 의해 "러셀 선박"^[25][26]으로 알려져 있다.그는 그 후 철선들은 ^[27][28]보호될 수 없다고 주장하는 해군 내 사람들을 비난하면서 이 문제에 대한 공개적인 논의를 방해하는 비밀에 대해 불평했다.

이전의 모든 열차 페리가 강의 배였던 당시, 스콧 러셀은 1869년에 운항하기 시작한 보덴시 트라젝트 호수를 운항하기 위한 기차 페리를 설계했다.이것은 세계 최초의 호수 횡단 열차 페리였다.보덴시 트라젝트는 드래프트가 6피트(1.85m)를 넘지 않아야 한다는 특이한 요건을 충족해야 했다.그는 열차의 스트레스를 전달하기 위해 상부 구조물을 사용함으로써 이것을 성취했다.(1892년이 되어서야 프랭크 E. 커비가 디자인한 최초의 미시간 호수 횡단 열차 페리 앤아버 1호가 운항을 시작했다.)스콧 러셀은 도버의 얕은 항구를 관리할 수 있는 해협을 가로지르는 여객선의 기초로서 보덴시 트라젝트호의 설계를 사용했지만,^{[29][30][31][32]} 1933년까지 실현되지 않았다.

빈 로툰다

비록 그의 위대한 전시회 디자인이 조셉 팩스턴에 의해 능가되었지만, 스콧 러셀은 1873년 비엔나 박람회를 위해 로툰드를 디자인했다.지름이 108미터(354피트)로 거의 한 세기 동안 세계에서 가장 큰 큐폴라였으며, 시야를 가릴 만한 연결 고리가 없었다.어떤 사람들은 이것을 그의 가장 큰 구조 공학 ^[33]업적으로 여긴다.

영예와 상

1838년에 그는 그의 논문 "물이 떠다니는 물체의 움직임에 저항하는 법에 대하여"로 에딘버러 왕립 학회에서 금 키스 메달을 받았습니다.그는 1849년 6월 에든버러 왕립학회 거래와 영국학회 ^[34]보고서에 실린 "일등질서의 위대한 고독한 물결, 즉 번역의 물결"에 대한 회고록과 여러 회고록으로 왕립학회 회원으로 선출되었다.

1995년, 그가 에든버러 바이패스(A720)를 지나 유니언 운하를 운반하는 수로는 그의 기억 속에 스콧 러셀 수교로 명명되었다.또한 1995년에는 존 스캇 러셀이 1834년에 유체역학 솔리톤을 관찰한 곳 근처에서 유체역학 솔리톤 효과가 재현되었다.

Heriot-Watt 대학의 한 건물은 그의 이름을 따서 지어졌다.

2019년에는 스코틀랜드 엔지니어링 명예의^[35] 전당에 헌액되었습니다.

출판물

그의 1844년 논문은 고전적인 논문이 되었고 150년 이상 지난 후에도 솔리톤 관련 논문이나 책에 자주 인용된다.

• Russell, J. Scott (1845). "Report on Waves". Report of the fourteenth meeting of the British Association for the Advancement of Science, York, September 1844 (PDF). London: John Murray. 311–390, Plates XLVII–LVII.
• Russell, J. Scott (1864). The Modern System of Naval Architecture. London: Day and Son. OCLC 80429969.
• Russell, J. Scott (1885). The Wave of Translation in the Oceans of Water, Air, and Ether. London: Trübner & Co. OCLC 39005948.

메모들

원천

• Ainger, Michael (2002). Gilbert and Sullivan – A Dual Biography. Oxford: Oxford University Press. ISBN 0-19-514769-3.
• Darrigol, Olivier (2005). Worlds of Flow: A History of Hydrodynamics from the Bernoullis to Prandtl. Oxford University Press. ISBN 0-19-856843-6. 솔리톤의 발견에 대한 논의를 포함한다.
• Emmerson, George S. (1977). John Scott Russell: A Great Victorian Engineer and Naval Architect. John Murray. ISBN 0-7195-3393-7.
• "Obituary of John Scott Russell". The Times. Archived from the original on 25 May 2011.

외부 링크

• 존 스캇 러셀과 고독한 파도