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郭永怀（1909年4月4日—1968年12月5日），山东荣成人，流体力学家。1999年颁发两弹一星功勋奖章受勋23位科学家之一，主导两弹一星之原子弹的力学研究。
本科先在南开大学就读，转学至北京大学物理系并毕业，考获庚子赔款出国，先在多伦多大学取得硕士学位，然后在加州理工学院师从空气动力学权威西奥多·冯·卡门，获博士学位，读博认识同门师兄钱学森。1946年另一同门师兄William R. Sears在康乃尔大学创航天工程研究生院，郭永怀为创院教员，后升任教授。1956年返国，1960年经钱学森力荐，任第二机械工业部第九研究所副所长，主导原子弹的力学研究。1968年坠机身亡，死前与护卫紧抱刚获得的氢弹实验数据。
1909年4月4日生于大清山东省荣成县西滩郭家村。约1924年，考入私立青岛大学附属中学[1]。1930年，郭永怀入南开大学预科二年乙组读书，他的注册号是P444[2]；次年8月升入南开大学理科，决心攻读物理学。南开大学当时没有物理系，他打听到电机系有一位物理学教授叫顾静徽，就投到她的门下，成了她唯一的物理专业的学生。[1]顾静徽非常赏识这位好学不倦的学生，为他单独开课。曾在南开大学任教的饶毓泰归国后到北京大学任教，顾静徽推荐他转学。[1]1933年，郭永怀通过北京大学入学考试，考入北京大学物理系，1935年毕业并留校，师从光学专家饶毓泰教授攻读研究生兼作助教[3]。[4][5]
1939年考取中英庚子赔款出国留学名额，1940年赴加拿大多伦多大学应用数学系学习，半年后获硕士学位。1941年到美国加州理工学院师从空气动力学权威西奥多·冯·卡门教授研究可压缩流体力学，1945年获博士学位后留任研究员。1946年起在美国康乃尔大学任助理教授，副教授，教授。
郭永怀在跨声速流领域和奇异摄动论方面有重要贡献；与钱学森共同发表的论文《可压缩流体二维无旋亚声速和超声速混合型流动及上临界马赫数》提出“上临界马赫数”的概念。[6]郭永怀还发表了《跨声速流的稳定性》、《可压缩流体二维无旋跨声速流动》、《绕翼型的二维跨声速流》、《论二元光滑跨声速流的稳定性1》等跨音速研究论文。郭永怀还发展了奇异摄动法，即PLK方法（庞加莱－莱特希尔－郭永怀方法）。[7][8]
中国抗日战争胜利后，胡适任北大校长，积极发展北大工科。饶毓泰向胡适推荐正在美国任教的郭永怀、朱兰成、马大猷等青年才俊，同时提议由钱学森担任应用力学系主任。[9]后因钱学森暂时无法离美而未果。[10]1950年代受钱学森之邀到中华人民共和国发展科学，郭永怀夫妇离美前，在赵元任家吃告别晚餐。1956年10月抵埗后任中国科学院力学研究所研究员、副所长。1957年任中国力学学会副理事长，同年聘为中国科学院数学物理学化学部学部委员。他是中国大陆力学事业的奠基人之一，在力学、应用数学和航空事业方面有卓越贡献，是科技工作的领导人和组织实施者。
1960年5月调任第二机械工业部北京第九研究所（1964年2月改为第九研究院）副所长、副院长。在两弹一星的研制工作中，经钱学森推荐，领导和组织了爆炸力学、高压物态方程、空气动力学、结构力学和武器环境实验科学等研究工作，解决了一系列重大问题。
1968年12月5日文革期间，郭永怀从青海省执行任务返回北京时，乘坐的伊尔-14型640号飞机在飞至北京上空约400米高度时突然在首都机场跑道南端1209米处坠毁[11]:288。郭和同机警卫当场丧生。在清理飞机遗骸时，人们发现郭永怀和他的警卫牟方东紧抱在一起，两人身体之间紧夹着刚刚获得的氢弹试验数据。他们二人的骨灰埋藏于中国科学院力学研究所中郭永怀的塑像下。1999年被授予“两弹一星功勋奖章”，是该群体中唯一一位获得“烈士”称号的科学家。
1982年12月，科学出版社出版了《郭永怀文集》[12]。1985年，郭永怀补授予一项国家科学技术进步奖特等奖。1999年，郭永怀被追授予研制“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。
2018年7月，国际小行星中心正式发布公告，编号为212796号的小行星被永久命名为“郭永怀星”，编号为212797号的小行星被永久命名为“李佩星”[13]。
夫人李佩：1948年结婚。1956年10月，与郭永怀带着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”。
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
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