2021年11月24日上午10：30，由西安建筑科技大学力学技术研究院（IMT）开展的力学家访谈，在IMT成功进行。本期访谈的嘉宾是西北工业大学郗恒东教授。
访谈掠影
力学家访谈源于对力学家的致敬，希望以访谈的形式请他们分享自己的学术成果、科研心得、新思想，以此激励学生的科学研究激情。采访内容如下：
问：高聚物稀溶液与磁流体中湍流的结构和能量传输是否有共同之处？
答：二者还是有很大不同的。在高聚物稀溶液中，分散在溶剂中的高聚物与流体相互作用，而对于磁流体，是液态金属流动本身在磁场下发生作用，此外，这两种流体流动的控制方程也不一样。
问：湍流结构的生成演化及作用机理是流体力学研究的重要问题之一。您能谈谈热湍流系统中涡的生成和演化过程是如何发生的？
答：在湍流结构研究中，有关壁面湍流的研究较多，这也是产生流阻的主要来源，典型例子如：发卡涡、高低速条带等。而在热湍流系统中，组成热湍流结构的基本单元是羽流，由于温度不均匀带来的密度不同，从而产生类似蘑菇型的热羽流结构；普朗特数的大小也会影响涡的结构。热湍流中的羽流会相互作用凝并成大尺度的结构，这与壁湍流中的发卡涡的凝并现象较为相似。热湍流中湍流结构演化最基本的问题就是羽流如何相互作用凝并形成大尺度的流动。
问：羽流作为基础热载体的本质，为工业应用中传热效率的提升提供了重要科学基础，而针对芯片换热问题，如何考虑羽流对芯片热问题的影响作用？
答：羽流在芯片换热问题中也具有重要影响，其尺度与边界层的厚度相近。在芯片散热问题中提高芯片散热效率非常重要。在热湍流中通过提高羽流的相干性，可以提高传热效率。南方科技大学的夏克青教授在这方面做出了一系列很好的工作。
问：研究流体运动最重要的问题之一就是减阻，而流阻与涡结构关联密切，您能否谈谈研究不同尺度的涡结构对于流动阻力的控制有何重要影响？
答：如在壁湍流问题中，流动结构具有自维持的机制。流向涡产生高低速条带，速度高与低的区域会发生动量交换，这就产生了流阻。如在泰勒-库埃特流中，泰勒数到达一定的范围时，在截面处上下方向会排列不同数目的涡，对应的阻力也不同。在相同高度下，涡的数目越多，动量交换也越剧烈，其阻力也越大。如果可以很好地控制涡的数目，那么对于流动阻力的控制也会产生重大作用。
问：高Re下的湍流现象普遍发生，然而当Re数较小时（Re<<1），粘滞力占主导作用，如何高效生成微湍流结构，对此您有什么看法？
答：在微尺度流动中，提高微混合非常困难。如改变通道几何形状、添加高聚物等。高聚物的加入可以提高掺混，这在之前的研究中已经证明。这种机制是利用流体的剪切作用，使得高聚物发生弹性的伸缩，从而导致微混合作用，也可称为弹性湍流。
问：郗教授您对能否结合自身经历，给我们的研究生提一些在科研方面的心得体会？
答：做研究生需要静下心来，在当下喧闹的科研环境下，不要被外界很多因素所影响，还是要坚持自己的初心，做自己认为比较好的研究。此外，在有限的时间内，还是需要做一些好的课题研究，深入系统地做有品位的科学研究尤为重要。
采访人：刘哲
撰稿人：刘哲
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