交大要闻

中国科学院院士何国威研究员做客第164期大师讲坛

3月31日下午,中国科学院院士、中国科学院力学研究所学术所长、中国力学学会副理事长何国威研究员在上海交通大学闵行校区高田会堂做客第164期大师讲坛,为交大师生带来题为“湍流:从时空多尺度到力学的卡脖子问题”的精彩报告。本次报告采用线上线下相结合模式举办,吸引听众600余人次。

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何国威从“什么是湍流”谈起,指出湍流问题中有序和无序的相互作用,分析了湍流问题所面临的时空多尺度、三维非常定混乱、非线性对流等困难。随后,何国威从三个方面解释了湍流问题的原理、计算和应用。他认为,历史上的Taylor冻结流模型、Kraichnan下扫模型虽然取得了显著成就,但是同时具有局限性,在时空关联方面无法满足需求。何国威接着介绍了反应耦合“传播+畸变”耦合机制的Elliptic Appr模型,并展示了相应的实验数据支撑该模型。随着计算机水平的发展,对时空关联模型进行计算成为可能。流体力学家通过大涡模拟的时空关联方法,立足量纲分析和相似解、确定性的动力系统和随机场的统计力学、计算机模拟和机器学习等研究方法,建立了数值风洞,将涡流问题研究从风洞搬到计算机里,显著地提高了实验研发效率。对于当前涡流问题面临的两个挑战,何国威提出“大涡模拟+浸入边界方法+壁模拟”应对策略。他列举了涡流问题在仿生推进、核燃料棒绕流数值模拟、全附体潜航器标模计算模拟等领域的应用,同时还展望了未来湍流研究的发展,认为2030年计算流体力学在大规模分离、基于RANS方法优化设计等方面可能会取得成果。最后,何国威借用冯·卡门的名言寄语交大学子:“科学家发现世界,工程师创造历史”。

互动环节中,台下师生就湍流问题向何国威提问,何国威一一耐心解答。

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讲座最后,主持人代表上海交通大学大师讲坛组委会向何国威赠送了精美纪念品,以表达交大师生对何国威到访的由衷感谢。

嘉宾简介

何国威,中国科学院院士,中国科学院力学研究所学术所长。曾获国家杰出青年科学基金,并入选中科院“百人计划”,2015年当选为美国物理学会(APS)Fellow,并应邀在流体力学的顶级刊物《流体力学年鉴》发表关于时空关联的综述性论文。现任中国科学院力学研究所学术委员会主任,美国物理学会《Physical Review Fluids》杂志编委,中国力学学会《Acta Mechanica Sinica》副主编,曾任美国物理联合会(AIP)刊物《Physics of Fluids》编委。何国威的研究领域为湍流和计算流体力学,他提出的EA模型和时空关联方法,对湍流的时空关联和时间精准的亚格子模型做出了基础性的贡献。

背景介绍

湍流是流体力学的核心问题之一。诺贝尔奖得主海森堡把湍流形容为上帝也不知道答案的问题。它不仅吸引了卡门等力学大师的注意力,也吸引了Kolmogorov等众多物理学家和数学家的兴趣,并且在空天和海洋等领域有着重要应用。近代统计力学和超级计算机的发展极大地推动了湍流研究。本次报告在回顾湍流发展的基础上,将从湍流的时间尺度出发介绍湍流的时空关联理论和湍流噪声的时间精准模拟的新进展,并探讨力学卡脖子问题的特点。

方雨桥、郭品栋
上海交通大学大师讲坛
上海交通大学大师讲坛
研究生院