郭永怀(1909年4月4日-1968年12月5日)，男，山东省荣成市滕家镇人，中共党员，著名力学家、应用数学家、空气动力学家，中国科学院学部委员(即中国科学院院士)，中国科学技术大学化学物理系首任系主任，近代力学事业的奠基人之一。

1909年4月4日生于山东荣成。1935年毕业于北京大学物理系。1945年获美国加州理工学院博士学位。1957年被选聘为中国科学院学部委员(院士)。

1968年12月5日因飞机失事不幸牺牲，12月25日被追认为烈士。2018年7月，国际小行星中心已正式向国际社会发布公告，编号为212796号的小行星被永久命名为"郭永怀星"。

郭永怀长期从事航空工程研究，发现了上临界马赫数，发展了奇异摄动理论中的变形坐标法，即国际上公认的PLK方法，倡导了中国高速空气动力学、电磁流体力学和爆炸力学等新兴学科的研究。担负国防科学研究的业务领导工作，为发展中国核弹与导弹等事业作出了重要贡献。

郭永怀

中国

汉族

山东荣成

1909年4月4日

北京大学，美国加州理工学院

教育科研工作者

《可压缩流体二维无旋亚声速和超声速混合型流动和上临界马赫数》

1957年被选聘为中国科学院学部委员（院士）、1999年被国家追授“两弹一星”功勋奖章

山东省荣成市滕家镇

人物生平

1909年4月4日，出生于山东省荣成市滕家镇一个农家，是郭文吉夫妇的第四个儿子。

10岁的时候，郭文吉将儿子送到了本家叔叔所办的学堂里读书习文。

17岁那年，他以优异成绩考取了青岛大学附属中学，成为四乡八里第一个公费中学生。

20岁那年，郭永怀考取了南开大学预科理工班。

1931年7月，郭永怀预科班毕业后直接转入本科学习。郭永怀选择了物理学专业，得到了当时国内知名教授顾静徽的赏识。

两年后，顾静徽推荐郭到北京大学光学专家饶毓泰教授门下继续深造。在参加了北京大学的入学考试后，郭永怀如愿以偿地进入北大物理系学习。在顾、饶二位导师的精心锤炼下，郭永怀打下了扎实的物理学专业基础。

1938年夏，中英庚子赔款基金会留学委员会举行了第七届留学生招生考试，在3000多名参考者中，力学专业只招一名。考试结果，郭永怀与钱伟长、林家翘一起以5门课超过350分的相同分数同时被录取。

1940年8月，经过一番周折，郭永怀一行来到加拿大的多伦多大学应用数学系学习。

1941年，郭永怀又赴当时国际上著名的空气动力学研究中心――美国加利福尼亚州立理工学院研究可压缩流体力学，和钱学森一起成为世界气体力学大师冯·卡门的弟子。

1945年完成了有关“跨声速流不连续解”的出色论文，获得了博士学位；在这里，他遇到了平生的知己钱学森师兄，学习之余，钱学森最乐意干的事情就是开着车，拉着这个颇有几分书呆子气的师弟兜风。

1941年，是钱学森去接郭永怀的，1945年，又是他直接把郭永怀送到了康奈尔大学。

1946年秋，冯·卡门的大弟子威廉·西尔斯教授在美国康奈尔大学航空科学部的基础上创办了航空工程研究生院，邀请郭永怀前去任教。

1949年，郭永怀为解决跨声速气体动力学的一个难题，探索开创了一种计算简便、实用性强的数学方法――奇异摄动理论，在许多学科中得到了广泛的应用。正是因为在跨声速流与应用数学方面所取得的两项重大成就，郭永怀由此驰名世界。

1953年8月，中美继签定朝鲜停战协定后在日内瓦举行大使级会谈。经过中国政府的努力，美国政府不久被迫把禁止中国学者出境的禁令取消，但以“维护国家安全”为由设置种种障碍。

1956年，国庆节的前一天，郭永怀动身返家！

郭永怀（右一）在解答研究生提出的问题

郭永怀（右一）在解答研究生提出的问题

1957年郭永怀被选聘为中国科学院学部委员（院士）。同年10月15日，中国与苏联签订了《国防新技术协定》，在协定中苏联明确承诺向中国提供原子弹数学模型和图纸资料。

1958年，郭永怀先生与钱学森先生等负责筹建中国科学技术大学力学和力学工程系、化学物理系，并出任化学物理系首任系主任。

1960年7月，苏联政府又照会中国政府决定撤走在华的核工业系统的全部专家，随后又停止供应一切技术设备和资料。苏联的单方面撕毁协定和合同，给刚刚起步的中国核工业带来了意想不到的困难。郭永怀临危受命，他与王淦昌、彭桓武形成了中国核武器研究最初的“三大支柱”。

1961年7月，郭永怀加入中国共产党。

1963年，为了加快核武器的研制步伐，党中央决定将集中在北京的专业科研队伍，郭永怀迁往在青海新建的核武器研制基地。1964年10月16日下午3时，中国的第一颗原子弹试验成功。

1965年9月，中国第一颗人造卫星的研制工作再次启动，郭永怀受命参与“东方红”卫星本体及返回卫星回地研究的组织领导工作。

1968年10月3日，郭永怀又一次来到试验基地，为中国第一颗导弹热核武器的发射以及从事试验前的准备工作。

1968年12月4日，在青海基地整整呆了两个多月的郭永怀，在试验中发现了一个重要线索。他要急着赶回北京，就争分夺秒地要人抓紧联系飞机。他匆匆地从青海基地赶到兰州，在兰州换乘飞机的间隙里，他还认真地听取了课题组人员的情况汇报。当夜幕降临的时候，郭永怀拖疲惫的身体登上了赶赴北京的飞机。5日凌晨，飞机在首都机场徐徐降落。在离地面400多米的时候，飞机突然失去了平衡，坠毁在1公里以外的玉米地里。

1968年12月25日，中央授予他烈士称号。同日，中国第一颗热核导弹试验获得了成功！

1999年被授予“两弹一星荣誉勋章”，是该群体中唯一一位获得“烈士”称号的科学家。[1]

主要影响

攻克“突破声障”的理论堡垒

1908年，莱特兄弟实现了人类飞行的梦想。到二十世纪三四十年代，飞机平均时速达到了三四百公里，人们正在为进一步提高飞行速度而奋斗。这是航空发展史上第二个里程碑。为了提高飞行速度，在技术上遇到了极大的困难，也就是说，当飞机以接近于声速的速度飞行时，阻力剧增，升力骤降，头重尾轻，舵面失灵，甚至机翼、机身发生强烈振动。因此，跨声速流是当时摆在力学家和航空工程师面前的一个艰巨课题。人们形象地称这一难题为“声障”。

郭永怀对跨声速流动不连续解的研究不仅在数学上有创见，即采用了渐近分析方法来克服超几何级数收敛缓慢的困难，更重要的是，他与钱学森一起，在《可压缩流体二维无旋亚声速和超声速混合型流动和上临界马赫数》一文中提出了所谓“上临界马赫数”的概念，回答了机翼上何时会出现激波这个重要的理论问题。所以，真正有实际意义的是上临界马赫数，而不是下临界马赫数。这是一个重大的发现。郭永怀还进一步用稳定性理论解释实际临界马赫数会介于上下临界马赫数之间的原因，这也是对高性能气动外型的设计的先驱性工作。

在这一时期，已有的简化模型只在速度型上逐步接近实际，但均未考虑粘性效应，所以至多给出定性结果。郭永怀用两种不同途径直接考虑了弱激波从平板边界层的反射，得到了平板上压力分布、流线曲率、分离点等物理量的变化规律，包括层流与湍流边界层的情况。他的结论同里普曼的实验结果十分一致。这对于机翼上出现激波后，气动特性的变化的分析研究具有深远的意义。

发展奇异摄动理论

在20世纪40年代，由于计算机的发展还处于初级阶段，而在流体力学中只有罕见的几个准确解，所以，寻求物理问题的近似解析解颇受青睐。摄动理论就是求物理问题近似解的一种有效手段，所以也得到了相应的发展。

但是，在应用摄动法时，所得到的解往往不是在整个区域中一致有效的。为了克服这一困难，奇异摄动理论应运而生，奇异摄动理论最常用的两个方法是匹配渐近展开法和变形坐标法。郭永怀在这两个方面都有贡献。郭永怀还推广了庞加莱的变形参数法和莱特希尔的变形坐标法，使它对于一阶方程即使是非线性的情况也适用。他还将边界层方法同变形坐标法结合起来，以消除边界层前缘的奇异性。在郭永怀的《关于中等雷诺数下不可压缩粘性流体绕平板的流动》一文中，不仅克服了前缘奇异性的困难，给出了有限长度平板二阶阻力公式，使适用范围扩展到Re＝15左右，而且准确地描述了平板前缘附近缓慢流动的流场特性。PLK方法在力学和其他学科中得到了广泛的应用。现在，摄动理论成为比较完整和系统的学科，郭永怀则是这门学科最重要的十几位理论奠基人之一。

开拓中国的近代力学事业

高速飞行器

20世纪50年代，由于航天技术的迅速发展，促进了高超声速空气动力学的发展。1957年，郭永怀在《现代空气动力学问题》的报告中，指出高超声速空气动力学应该是中国随后一个时期的重点研究方向。他和钱学森极力倡导在国内开展高速、超高速空气动力学、电磁流体力学和爆炸力学等新兴学科的研究。为了将这些领域的研究铺开，他在北京组织了高超声速讨论班，研究探讨了许多前沿领域的重大课题，对中国高速飞行器的研究有着重要的指导意义。

磁流体力学

20世纪中叶，由于能源危机迫在眉睫和高速流动中电离现象的出现，磁流体这门新学科引起了国际上的广泛关注。郭永怀抓住这一苗头，于1961年在力学所筹建并领导了磁流体力学研究室。他为这个室选定了三大研究课题：磁流体和等离子体稳定性；磁流体直接发电；同位素的电磁分离。他还以敏锐的眼光指出磁流体发电原理应当和原子能技术结合起来。这是很富有创造性的思想。

培养科技人才

早在回国以前，郭永怀就同谈镐生探讨过回国后如何培养力学人才的问题。回国后，他始终把培养科技人才当作头等大事来抓。

1956年，中国恢复建立研究生制度。郭永怀积极筹划力学所的研究生培养。在第一批招生中，他一人就带了5名研究生，以后又亲自带过几批。他主张：培养人才要“言教、身教，以身教为主”。在教学和科研中，他自己做表率，经常同年轻人一道解决一个个具体的技术问题。在培养研究生和助手时，他注重使他们在理论分析和实验研究两个方面都得到提高。他对年轻人的指导和帮助是启发式的、循序渐进的，重点强调掌握科研方法，提高科研本领，而不仅仅是解决某些具体问题。在他的培养下，研究生中有不少已成为所级学术领导人或博士研究生的导师。

郭永怀在培养人才方面不遗余力。1958年，他兼任中国科技大学化学物理系主任和北京大学数学力学系教授，讲授高速边界层。执教中，每堂课都凝结了他的心血。他评论和分析学者们成功与失败的经验，使初入门的研究人员都深受启发，甚至终生受用。在讲到求解各种形式的NS方程时，他总是眉飞色舞，侃侃而谈，指出采用什么样的变换有希望获得成功，走哪一条路是徒劳的，会遇到什么问题，症结何在。凡听过他课的人都感到回味无穷。

郭永怀是一位优秀的教育家。他将自己比作一颗石子，甘愿为青年人的成长铺路。他深感大批培养优秀人才是我国科技事业发展的重要保证。培养学术接班人这一艰巨任务在他的工作安排上占有突出的地位。他的一言一行都体现了这一点。1961年，他曾写道：“当前的打算是早日培养一批骨干力量，慢慢形成一支专业队伍。”随后他欣慰地说：“由于几年的工作，已经见到效果。”

献身核武器事业

1960年5月，郭永怀被调到核武器研究院（九院），并兼任该院副院长。他在处理好力学所日常工作的同时，把大量精力花费在研制核武器这项对中国政治、国防和科技发展有重大意义的事业中。在原子弹研制初期，郭永怀主要负责力学方面的领导工作。

在原子弹理论探索阶段，郭永怀对一些关键问题的解决作出了重大贡献。例如，当时在第一颗原子弹采取什么样的引爆方式上存在不同意见，郭永怀通过比较两者的优劣，大力支持“争取高的，准备低的”的方针，即以较高级的“内爆法”作为主攻方向。又如，在炸药爆轰波的理论计算上，郭永怀正确地提出用一维特征线法进行，解决了一大批理论和技术难题。为了使大家了解爆轰学，郭永怀还亲自讲授了爆炸力学。

在爆轰物理试验过程中，郭永怀经常深入试验现场，指导工作并协助开展试验。当时，为确定原子弹爆轰聚焦技术方案，争论是很热烈的。年轻的物理学家陈能宽提出了一个难度和风险都很大、但却能少走弯路的聚焦方案。许多人对此持怀疑态度。郭永怀从力学角度反复估算，大胆支持采纳这个方案。为了配合爆轰试验，郭永怀还指导设计部人员进行不同试验元件的结构设计，使爆轰试验得以顺利进行。

郭永怀十分重视并经常在九院的会议上反复强调核弹的武器化和系列化，指出要努力做好核武器的后期发展工作。在此后的进程中，他一直负责总体结构设计、外型设计以及环境模拟实验的指导与把关。他很早就安排了一系列与武器化有关的预研课题，包括结构设计、外型设计、飞行弹道、物理引信、环境试验项目与设备等。在弹体结构设计中，郭永怀提出了许多独特的设想，包括薄壳结构、通用核航弹等。它们都在后来的工作中逐步得以实施，对核武器的轻型化、实战化和系列化以及新原理实验具有重要的意义。

环境试验

在环境试验方面，郭永怀在建立中国核武器环境试验设备及分析研究上起了主导作用。他从技术人员的配备、课题的安排、试验项目的确定和试验设备的筹建等多方面入手，使中国有了一整套大型、精密、试验范围较广的设备，包括冲击、噪声、振动、过载、温湿度、霉菌、盐雾的组合试验设备和大型离心试验机等。他还亲自出马，找有关单位协商研制专门设备。

郭永怀参加了1964年10月16日中国第一颗原子弹爆炸试验，以后又参加了核航弹、氢弹和导弹核武器试验。他对中国核武器事业的贡献是多方面的。例如，他对核武器系列化发展提出许多建议和设想；他指导进行了反潜核武器的水中爆炸力学研究、水洞试验以及调研工作；对研究发展潜地导弹也作出了贡献。此外，郭永怀还应两弹结合时期的需要，对中国核武器科研体制提出了重要设想。

力学研究

郭永怀不仅是著名的空气动力学家，而且是一代应用数学大师。将工程科学与数学紧密结合是他进行力学研究的风格。这种风格主要体现为：

1、从事力学研究，选题必须有比较明确的（包括远期的）应用背景。力学研究既不能象纯粹数学那样只用演绎的方法进行工作，也不能局限于非常具体的技术问题，必须将实践上升为理论，从中发现规律性的东西。

2、在大量观察与实验的基础上，通过对问题物理机制进行分析，提炼出既反映现象本质，又便于数学分析的简化力学模型。

3、采用一切现有的有效数学手段，将问题求解到尽可能彻底的地步，在必要时，要研究与发展新的数学方法，以满足工程需要。

4、对分析结果进行物理解释，揭示规律，并同实验与现场观测作比较。

人际关系

夫人李佩：郭永怀与妻子李佩与1948年结婚。1951年李佩受康奈尔大学语言学系系主任Shadack教授的邀请，给准备派作外交官的美国学生上中文课。1956年10月，郭永怀带着妻子李佩和女儿历经周折从美国回到了祖国。李佩举办了国内首期应用语言研究生班，为该学科在国内正式建立做了开拓性的工作，并誉为“中国应用语言学之母。”2003年、2007年、2013年，李佩先生分三次，将全部积蓄和郭老遗物赠予了中国科学院力学所和中国科技大学。

女儿郭芹：出生于美国，1956年随父母回国，初中毕业后去东北插队，1970年因病回京，后参加工作。因病英年早逝。

文集论著

文集

1982年12月中国科学出版社出版了《郭永怀文集》。

1990年出版了《郭永怀纪念文集》

翻译论著

翻译并出版普朗特的名著《流体力学概论》，

《爆炸力学》。

个人荣誉

1985年补授予一项国家科学技术进步奖特等奖；

1999年被授予研制“两弹一星”有突出贡献的科技专家，并荣获“两弹一星功勋奖章”，该奖章于2003年9月18日由其妻子李佩赠给中国科学技术大学。

个人语录

“中国是我的祖国，我想走的时候就要走！”

“那毕竟是在别人的国土上，青山遮不住，毕竟东流去。中华儿女毕竟要回到祖国的怀抱”

“作为新中国的一个普通科技工作者，特别是作为一名共产党员，我只是希望自己的祖国早一天强大起来，永远不再受人欺侮。中国强大了，在世界事务中就会发挥更大作用……”

历史评价

郭先生是一位才华横溢、有远见卓识的著名科学家和技术领导人。他理论功底深厚、思维敏捷、思路开阔，而且注重理论联系实际，善于在工作中准确把握科学研究的方向。在九院工作期间，郭先生始终深入到科研工作的第一线，为中国核武器事业的发展做了许多开创性的工作。（朱光亚著名科学家）

郭永怀同志是一位优秀的应用力学家，他把力学理论和火热的改造客观世界的革命运动结合起来了。其实这也不只是应用力学的特点，也是一切技术科学所共有的，一方面是精深的理论，一方面是火样的斗争，是冷与热的结合，是理论与实践的结合，这里没有胆小鬼的藏身处，也没有私心重的活动地；这里需要的是真才实学和献身精神。郭永怀同志的这些贡献，我想人民是感谢他的。周恩来总理代表党和全国人民对郭永怀同志无微不至的关怀就是证据。大家辛勤工作，为翻译、编辑和出版这本文集付出了劳动，也是个证据。是的，人民感谢郭永怀同志！作为我们国家的一个科学技术工作者，作为一个共产党员，活着的目的就是为人民服务，而人民的感谢就是一生最好的评价！（钱学森著名科学家）

两弹一星的23个功臣元勋里边，三方面都涉及的只有郭先生一个人。[2]（俞鸿儒中科院力学所院士）

后世纪念

中国空气动力中心大院的松林山上建有一座纪念亭，上面刻着张爱萍将军所书的三个大字———“永怀亭”。

为了纪念二弹一星元勋、空气动力学家、中国科学技术大学建立者之一郭永怀，郁百杨编剧导演，宋怀强教授主演，中国科学技术大学各社团历时五年倾力打造的大型多媒体音乐剧《爱在天际》于2012年12月15日在科大首演并在各地演出十余场，首演之前的12月5日，在中国科学技术大学化学楼前的郭永怀雕塑前，全体剧组为郭永怀举行了纪念仪式。郭老的夫人李佩先生特地为首演赠送了花篮并亲自出席了在北京的演出。