클로드 루이 나비에

1. 개요

클로드 루이 나비에는 프랑스의 토목 기사이자 물리학자이다. 그는 에콜 폴리테크니크와 국립 도로교통학교에서 수학했으며, 삼촌의 뒤를 이어 도로교통부의 감찰관이 되었다. 그는 수아시-르-루아, 아니에르, 아르장퇴유의 다리 건설을 지휘하고 파리의 시테 섬으로 가는 보행자 다리를 건설했다. 나비에는 탄성 이론을 수학적으로 공식화하여 건설 분야에 기여했으며, 유체 역학의 핵심인 나비에-스토크스 방정식을 개발했다. 그는 현대 구조 해석의 창시자로 여겨지며, 에펠탑 72인 명단에 그의 이름이 새겨져 있다.

2. 생애

에밀랑 고테이의 조카였던 나비에는 삼촌의 지도를 받아 프랑스 도로교통부의 엔지니어가 되었고, 이후 삼촌의 뒤를 이어 감찰관이 되었다. 그는 수아시-르-루아, 아니에르, 아르장퇴유의 다리 건설을 지휘하고 파리 시테 섬에 보행자 다리를 건설하는 등 경력을 쌓았지만, 앵발리드 다리 설계 실패로 어려움을 겪기도 했다. 1824년 프랑스 과학 아카데미에 입회했으며, 1830년에는 국립 도로교통학교 교수로, 이듬해에는 에콜 폴리테크니크에서 미적분학 및 역학 교수로 임명되었다.

2.1. 초기 생애와 교육

1793년 아버지의 사망 이후, 나비에의 어머니는 그의 교육을 그의 삼촌인 에밀랑 고테이(프랑스 도로교통부(Corps des Ponts et Chaussées)의 엔지니어)에게 맡겼다. 1802년, 나비에는 에콜 폴리테크니크에 입학했으며, 1804년에는 국립 도로교통학교(École Nationale des Ponts et Chaussées)에서 학업을 이어갔고, 1806년에 졸업했다. 그는 결국 삼촌의 뒤를 이어 도로교통부의 감찰관이 되었다.

2.2. 엔지니어로서의 경력

1793년 아버지의 사망 이후, 나비에의 어머니는 그의 교육을 그의 삼촌인 에밀랑 고테이(프랑스 도로교통부(Corps des Ponts et Chaussées)의 엔지니어)에게 맡겼다. 1802년, 나비에는 에콜 폴리테크니크에 입학했으며, 1804년에는 국립 도로교통학교(École Nationale des Ponts et Chaussées)에서 학업을 이어갔고, 1806년에 졸업했다. 그는 결국 삼촌의 뒤를 이어 도로교통부의 감찰관이 되었다.

그는 센 강 부서에서 수아시-르-루아와 아니에르 및 아르장퇴유의 다리 건설을 지휘했으며, 파리의 시테 섬으로 가는 보행자 다리를 건설했다. 1824년, 앵발리드 다리에 대한 그의 설계는 계산에 안전 여유를 남기지 못했고, 다리에 금이 가면서 다리를 해체해야 했고, 이로 인해 나비에는 다리 건설에 대한 명성을 잃었다. 그는 수학에 지나치게 의존했다는 이유로 정부 위원회로부터 질책을 받았다.

2.3. 학문적 업적

나비에는 1821년 수학적으로 사용 가능한 형태로 일반적인 탄성 이론을 공식화하여, 건설 분야에서 처음으로 충분한 정확도로 사용할 수 있게 했다. 1819년에는 기계적 응력의 '영선'을 결정하는 데 성공하여 갈릴레오 갈릴레이의 부정확한 결과를 마침내 수정했고, 1826년에는 탄성 계수를 단면 2차 모멘트와 무관한 재료의 특성으로 확립했다. 따라서 나비에는 종종 현대 구조 해석의 창시자로 여겨진다.

그의 주요 기여는 1822년 나비에-스토크스 방정식으로, 유체 역학의 핵심이다.

그의 이름은 에펠탑에 새겨진 72개의 이름 중 하나이다.

3. 주요 업적

나비에는 탄성 이론을 건설 분야에서 활용 가능하도록 만들었고, 갈릴레오 갈릴레이의 부정확한 결과를 수정하여 탄성 계수를 확립하는 등 현대 구조 해석의 발전에 크게 기여했다. 또한 유체 역학의 핵심인 나비에-스토크스 방정식을 제시했다. 그의 이름은 에펠탑에 새겨진 72개의 이름 중 하나이다.

3.1. 탄성 이론

나비에는 1821년, 수학적으로 사용 가능한 형태로 일반적인 탄성 이론을 공식화하여 건설 분야에서 처음으로 충분한 정확도로 사용할 수 있게 했다. 1819년에는 기계적 응력의 '영선'을 결정하는 데 성공하여 갈릴레오 갈릴레이의 부정확한 결과를 마침내 수정했고, 1826년에는 탄성 계수를 단면 2차 모멘트와 무관한 재료의 특성으로 확립했다. 따라서 나비에는 종종 현대 구조 해석의 창시자로 여겨진다.

3.2. 나비에-스토크스 방정식

나비에는 유체 역학의 핵심 방정식인 나비에-스토크스 방정식(1822년)에 주요한 기여를 했다.

4. 저서

* Rapport et Mémoire sur les ponts suspendus, et Recherches sur le pont des Invalides^프랑스어|루이 베퀴(Louis Becquey)에게 보낸 보고서와 현수교에 관한 논문. 앵발리드 다리에 대한 고찰, 카리얀 괴리 출판, 파리, 1830 https://books.google.com/books?id=ZWQUAAAAQAAJ&pg=PA1 (온라인 읽기 (프랑스어))
* Résumé des leçons données à l'école royale des ponts et chaussées sur l'application de la mécanique à l'établissement des constructions et des machines^프랑스어, 1권, Leçons sur la résistance des matériaux, sur les terrassements, sur l'établissement des constructions en maçonnerie et en charpente^프랑스어, 카리얀-괴리 2판, 파리, 1833 https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k241222p/f3.item.zoom (온라인 읽기 (프랑스어))
* Résumé des leçons données à l'école royale des ponts et chaussées sur l'application de la mécanique à l'établissement des constructions et des machines^프랑스어, 2권, Leçons sur le mouvement et la résistance des fluides, sur la conduite et la distribution des eaux. Troisième partie, Leçons sur l'établissement des machines^프랑스어, 카리얀-괴리 2판, 파리, 1838 https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k2412232/f3.item.r=.zoom (온라인 읽기 (프랑스어))
* Sur la construction du chemin de fer de Paris au Havre^프랑스어, 피르맹-디도 인쇄소, 1826 http://patrimoine.enpc.fr/document/ENPC02_OUV_8_6191_C363_1826?image=8#bibnum (온라인 읽기 (프랑스어))
* Mémoire sur les lois du mouvement des fluides^프랑스어, 1822년 3월 18일 왕립 과학 아카데미에서 발표, Mémoires de l'Académie royale des sciences de l'Institut de France - Année 1823^프랑스어, 고티에-빌라르, 파리, 1827, 389-440쪽 https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3221x/f577.item.zoom (온라인 읽기 (프랑스어))