力学技术讲堂第26期-史一蓬教授“湍流的科学与工程问题”线上学术报告会成功举办

来源: 作者: 时间:2021-03-19 

 

2021年3月19日16:00,“湍流的科学与工程问题”线上学术报告会在西安建筑科技大学力学技术研究院举办,本期学术报告会主讲人为北京大学工学院航天航空工程系史一蓬教授。报告会由南非科学院院士、力学技术研究院院长、首席科学家孙博华教授主持。西安建筑科技大学时朋朋教授、崔海航副教授、陈力副教授等出席了本次报告,线上188位师生参加了本期报告会。

讲座掠影

报告开始前,孙博华院士对史一蓬教授致以亲切的问候,对史一蓬教授的到来表示热烈地欢迎,并向大家郑重介绍了本次报告的主讲人史一蓬教授。

讲座开始后,史教授首先从湍流研究的历史出发,湍流无处不在,存在于小尺度到宇宙尺度的范围中,是流体力学研究最重要的问题,在湍流问题的研究史里,前辈科学家G.I.Taylor、L.Prandtl、Theodore von Kármán、A.N.Kolmogorov、周培源等都做出了巨大贡献,研究湍流的困难主要在于它的自由度太大,是无规则的混杂运动,对它的模拟和预测非常难,计算量相比于层流是庞大的。

紧接着,史一蓬教授介绍了模式理论对湍流的预测,建立模式理论的原则为函数拟合、渐近原理和局部化,不同的模式理论带来的预测结果偏差高达30%,建立一个好的模式理论是巨大的挑战。接下来,史教授详细阐述了湍流的物理规律——唯象理论,内容包括能量的级串、相似性和间歇性。随后,史教授介绍了湍流研究中的不同数值模拟方法RANS、LES、DES、CLES的原理及其优缺点,以及这些方法在实际工程中是如何应用的。

最后,史教授对湍流问题提出了展望:湍流问题不是一个问题,而是一系列问题,仍有许多核心问题亟待解决,现在研究者们可以通过数值模拟和实验揭示越来越多的湍流物理机理,但湍流的预测依然困难。史教授还给出了几个非常有价值的湍流研究方向,包括转捩、大数据、机器学习和量子计算等。

 


 

讲座掠影

报告结束后,与会师生对湍流问题和史教授进行了激烈的讨论,特别是崔海航副教授就“生物的活性湍流(Active Turbulence)或细菌湍流(Bacterial Turbulence)”中的问题(如复杂流动和湍流有什么不同?)与史教授进行了深入交流,最后大家再次以热烈的掌声感谢史教授的精彩报告。

最终,孙院士对史一蓬教授应邀前来再次表示感谢,湍流的确是流体力学研究中最重要的问题,希望在疫情之后,能够与史教授在美丽的西安进行面对面的交流,史教授也表示希望同行们可以来北大实验室进行再次交流。

主讲人介绍:

北京大学工学院航空航天工程系教授。2001年获复旦大学数学研究所应用数学博士学位。现任北京大学湍流与复杂系统国家重点实验室副主任。北京大学“十佳教师”。研究方向包括:空气动力学、湍流、应用偏微分方程、量子计算与量子通信。

撰稿人:戴远帆

校对:刘哲