ويليام فرود

كان ويليام فرود ( 28 نوفمبر 1810 - 4 مايو 1879 ) مهندسًا إنجليزيًا، وعالمًا في ديناميكا الموائع، ومهندسًا معماريًا ^{بحريًا .} وكان أول من صاغ قوانين موثوقة لمقاومة الماء للسفن (مثل معادلة سرعة ^الهيكل ) وللتنبؤ باستقرارها .

ولد فرود في دارتينغتون ، ديفون، إنجلترا، وهو ابن روبرت فرود ، رئيس شمامسة توتنيس، وتلقى تعليمه في مدرسة وستمنستر وكلية أوريل، أكسفورد ، وتخرج بدرجة امتياز في الرياضيات عام 1832.

كانت وظيفته الأولى مساحًا في سكة حديد جنوب شرق إنجلترا ، ما أدى في عام 1837 إلى تكليفه من قبل إيزامبارد كينغدوم برونيل بمسؤولية بناء جزء من خط سكة حديد بريستول وإكستر . وهناك، طور أسلوبه التجريبي في تحديد منحنيات انتقال المسار ، وقدم تصميمًا بديلًا لجسر القوس الحلزوني المائل عند تقاطع ريوي وجسر كولي ، بالقرب من إكستر . ^{[ 3 ] [ 4 ]} خلال هذه الفترة، أقام في كولومبتون، وشغل منصب أمين كنيسة القديس أندرو من عام 1842 إلى عام 1844. وقد تولى تنظيم وتمويل مبلغ كبير لإعادة بناء جوقة الكنيسة وأعمال الترميم الأخرى. كما عرض تمويل ترميم صحن الكنيسة بشرط أن يدفع السكان المحليون 10% من التكلفة، إلا أن هذا العرض قوبل بالرفض. وبعد اكتمال خط بريستول إلى إكستر عام 1844، غادر المدينة. ^{[ 5 ]}

بدعوة من برونيل، وجّه فرود اهتمامه إلى استقرار السفن في البحر، وأصبحت ورقته البحثية التي قدمها عام 1861 إلى معهد مهندسي السفن مؤثرة في تصميم السفن. أدى ذلك إلى تكليفه بتحديد الشكل الأمثل لهيكل السفينة، وهو ما استطاع تحقيقه بالرجوع إلى نماذج مصغرة: فقد وضع صيغة (تُعرف الآن باسم رقم فرود ) يمكن من خلالها استخدام نتائج الاختبارات المصغرة للتنبؤ بسلوك هياكل السفن بالحجم الكامل. بنى فرود سلسلة من النماذج المصغرة بأطوال 3 و6 و12 قدمًا (كما هو موضح في الصورة)، واستخدمها في تجارب القطر لتحديد قوانين المقاومة والقياس.

أثبتت تجاربه صحتها في تجارب واسعة النطاق أجرتها الأميرالية ، ونتيجة لذلك، تم بناء أول حوض اختبار للسفن ، على نفقة الدولة، في منزله في توركاي . وهناك تمكن من الجمع بين الخبرة الرياضية والتجريب العملي بنجاح كبير لدرجة أن أساليبه لا تزال تُتبع حتى اليوم. ^{[ 6 ]}

اختبر فرود أيضًا نظرية "خط الموجة" لجون سكوت راسل . تميز نموذج "ريفن " بخطوط حادة تتوافق مع نظرية راسل، بينما تميز نموذج " سوان " بخطوط أكثر امتلاءً ذات نهايات غير حادة. أظهر "ريفن " مقاومة أقل عند السرعات المنخفضة مقارنةً بـ"سوان"، بينما أظهر "سوان" مقاومة أقل عند السرعات العالية. أظهر هذا أن نظرية "خط الموجة" لم تكن شاملة كما زُعم، وكان بداية لفهم أفضل لمقاومة الهيكل.

في عام 1877، كلفته الأميرالية بإنتاج آلة قادرة على امتصاص وقياس قوة المحركات البحرية الكبيرة. وقد اخترع وبنى أول دينامومتر فرامل مائية في العالم ، والذي يُعرف أحيانًا باسم الدينامومتر الهيدروليكي. ^{[ 7 ]}

أثناء قضائه عطلة كضيف رسمي للبحرية الملكية ، توفي في سيمونستاون بجنوب إفريقيا، حيث دُفن بتشريفات بحرية كاملة.

كان شقيق جيمس أنتوني فرود ، المؤرخ، وهوريل فرود ، الكاتب والقس. تزوج ويليام من كاثرين هنريتا إليزابيث هولدسوورث، ابنة حاكم قلعة دارتموث ، قطب التجارة وعضو البرلمان آرثر هاو هولدسوورث .

وُلد ابنه روبرت إدموند فرود عام 1846، وشارك في تأسيس شركة هينان وفرود المحدودة في برمنغهام . أنتجت الشركة في البداية مقاييس قوة فرامل المياه وفقًا لتصميم والده، ثم لاحقًا مجموعة من مقاييس القوة بأنواع مختلفة. وقد شكّل اسم فرود كعلامة تجارية عنصرًا في العديد من عمليات نقل الملكية ، ويُستخدم حاليًا تحت اسم "فرود"، وهي مجموعة تضم شركة فرود (الولايات المتحدة الأمريكية) وشركة فرود المحدودة (المملكة المتحدة). ^{[ 7 ]} كما واصل روبرت فرود العمل النظري لوالده، واصفًا نظرية عنصر الشفرة ^{[ 8 ]} في أوراق بحثية مُقدمة إلى المعهد الملكي للمهندسين المعماريين البحريين. وشمل ذلك وصفًا لنظرية الزخم . ^{[ 9 ]} وفي وقت لاحق، تم توحيد نظرية عنصر الشفرة ونظرية الزخم ضمن نظرية عنصر الشفرة والزخم الأكثر شمولًا .

وهو صاحب اسم ميدالية ويليام فرود، التي تمنحها المؤسسة الملكية للمهندسين المعماريين البحريين سنوياً إلى "شخص قدم مساهمة بارزة في الهندسة المعمارية البحرية و/أو بناء السفن". ^{[ 10 ]}

• حول تدحرج السفن . باركر، سون وبورن. 1862.
• "قوانين مقاومة السوائل" . محاضرات علمية في ساوث كنسينغتون . المجلد  الثاني. لندن: ماكميلان وشركاه. 1879. الصفحات 88-121 . 

• خزانات مانعة للانقلاب
• نظرية عنصر النصل
• قانون فرود للتشابه
• رقم فرود
• كفاءة فرود
• تجارب فرود
• قوة فرود-كريلوف
• نظرية المروحة
• منحنى انتقال المسار
• ممتص صدمات من نوع فرامل الماء

• براون، ديريك ك؛ لامبرت، أندرو. "فرود، ويليام (1810-1879)". قاموس أكسفورد للسير الوطنية (  نسخة إلكترونية). مطبعة جامعة أكسفورد. doi : 10.1093/ref:odnb/10204 .(يتطلب ذلك اشتراكًا أو الوصول إلى مكتبة ويكيبيديا أو عضوية في مكتبة عامة في المملكة المتحدة .)

• أعمال من تأليف أو عن ويليام فرود في أرشيف الإنترنت
• سيرة ويليام فرود
• "فرود، ويليام." الموسوعة البريطانية. 2007. الموسوعة البريطانية على الانترنت. 29 أبريل 2007.
• تكريمٌ ثانٍ من توركواي للمهندس المعماري البحري ويليام فرود. هيرالد إكسبريس ، 26 ديسمبر 2013.
• ويليام فرود على موقع Find a Grave