報告題目：復(fù)雜流動非平衡行為研究：幾個物理問題的思考

報告人：許愛國研究員，北京應(yīng)用物理與計(jì)算數(shù)學(xué)研究所計(jì)算物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

時間：2017年10月17日(星期二) 上午09:30

地點(diǎn)：國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)報告廳(農(nóng)水樓一樓)

學(xué)術(shù)報告簡介：

非平衡復(fù)雜流體形式各異，廣泛存在于自然界與工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，與我們的工作、生活息息相關(guān)。在不太稀薄情形下，大尺度緩變流動的主要特征可以使用Navier-Stokes(NS)模型進(jìn)行較好的描述。但在如下一些情形，例如沖擊波或爆轟波內(nèi)部、微納尺度流動、ICF中的慣性內(nèi)爆、液滴的沖擊與破碎、燃燒過程中的相變-混合與湍流、強(qiáng)激光照射下的水滴蒸發(fā)、真空射流、高壓噴涂等一些微細(xì)觀結(jié)構(gòu)效應(yīng)和快變動理學(xué)模式描述方面，傳統(tǒng)NS建模在物理描述能力方面表現(xiàn)出不足;另外，空間飛行器的上升階段需要經(jīng)歷一個從連續(xù)到離散、從近平衡到遠(yuǎn)離平衡的流態(tài)變化，在再入階段需要經(jīng)歷一個相反過程的流態(tài)變化;空間飛行器在飛行過程中，不同部位所經(jīng)歷的流態(tài)也有較大差異。傳統(tǒng)流體描述是等離子體研究的重要手段之一，但等離子體內(nèi)部極其復(fù)雜的非平衡效應(yīng)挑戰(zhàn)傳統(tǒng)NS建模的有效性。

物理建模與算法設(shè)計(jì)是數(shù)值實(shí)驗(yàn)研究中缺一不可的兩個環(huán)節(jié)。物理建模層面的誤差是無法通過算法精度提高來彌補(bǔ)的。本報告從物理學(xué)角度思考各種不同尺度、不同粗粒化程度物理建模之間的區(qū)別與互補(bǔ)。宏觀流動層面的非平衡(HNE, Hydrodynamic Non-Equilibrium) 通常使用對應(yīng)質(zhì)量守恒、動量守恒和能量守恒的流體動力學(xué)方程組(Hydrodynamic equations)來描述。流體動力學(xué)模型的物理精度在很大程度上取決于本構(gòu)關(guān)系的合理程度。非線性本構(gòu)關(guān)系動理學(xué)機(jī)理的理解要求研究與宏觀流動關(guān)系最密切的熱動非平衡(TNE, Thermodynamic Non-Equilibrium)行為。

報告人簡介：

北京應(yīng)用物理與計(jì)算數(shù)學(xué)研究所研究員;北京大學(xué)工學(xué)院兼職教授;中國工程物理研究院力學(xué)與工程學(xué)科物理力學(xué)專家組成員，博士生導(dǎo)師;南京理工大學(xué)兼職博士生導(dǎo)師;中國交叉科學(xué)學(xué)會常務(wù)理事;鄧稼先創(chuàng)新研究中心學(xué)術(shù)委員會委員;全國統(tǒng)計(jì)物理與復(fù)雜系統(tǒng)會議學(xué)術(shù)委員會委員;中國力學(xué)大會2017學(xué)術(shù)委員會委員;《中國科學(xué)：物理 力學(xué) 天文學(xué)》“多尺度復(fù)雜系統(tǒng)物理建模與模擬”專輯客座編輯。1998年6月于中國工程物理研究院研究生院獲博士學(xué)位，導(dǎo)師為陳式剛院士;1998年7月- 2006年4月，先后工作于北京師范大學(xué)、韓國首爾大學(xué)、意大利巴里大學(xué)、日本京都大學(xué)。目前主要研究方向?yàn)椋簭?fù)雜介質(zhì)動態(tài)響應(yīng)過程中的微細(xì)觀結(jié)構(gòu)與非平衡行為研究。主要建模與模擬工具包括DBM、LBM、物質(zhì)點(diǎn)、位錯動力學(xué)、分子動力學(xué)等。

水利水電學(xué)院

2017年10月13日