湍流高精度数值模拟方法（2022.8.1–待定）.pdf
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湍流高精度数值模拟方法 湍流是流体运动的普遍现象，也是航空航天、海洋、大气及工业 生产中重点关注的流动问题。由于航空航天等领域的迫切需求，湍流 研究近年来成为流体力学及空气动力学领域的研究热点。以直接数值 模拟、大涡模拟以及混合方法（RANS-LES）为代表的高精度计算方法 是研究湍流机理及规律的重要手段，近年来得到了快速发展。与传统 的雷诺平均方法（RANS）不同，这些高精度计算方法既可获得湍流的 平均信息，又可获得湍流的脉动特性，是研究湍流多尺度特征的有力 工具。本课程将介绍和讲授目前最新的湍流高精度计算方法，包括直 接数值模拟、大涡模拟以及混合方法，以及湍流及转捩的机理及模型。 此外还介绍高精度数值格式以及大规模并行计算等内容。 本课程适合的选课对象是：航空航天、力学、海洋、能源动力、 工程热物理等专业的研究生（硕、博）和高年级本科生；数学、大气、 环境和其他理工科专业的研究生（硕、博） 。 课程目标：通过学习本课程，使学员能够对湍流的高精度模拟技 术有较为深入的认识，掌握湍流精细模拟的高精度计算方法及并行计 算技术，并对湍流及转捩有一个宏观认识，了解湍流及转捩方面国内 外的最新研究进展及前沿热点，为湍流理论及应用方面的深入研究奠 定基础。 中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验 室研究员，中国科学院大学岗位教授，博士生导师。主要研究方向是 计算流体力学，可压缩湍流与转捩，飞行器空气动力学等。任中国空 气动力学会物理力学专业委员会副主任委员，计算物理学会常务理事， Computers & Fluids 杂志编委，《空气动力学报》及《计算物理》杂 志编委等职。获 2000 年度中国科学院自然科学二等奖，2013 年度陕 西省科学技术三等奖，中国科学院朱李月华优秀教师奖等奖项。 中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实 验室副研究员，李新亮研究员团队成员。2013 年获北京大学获博士学 位，2014 年 1 月至今于中国科学院力学研究所工作。主要从事湍流基 础理论及大涡模拟模型方法的基础研究，提出了基于螺旋度的新型亚格子模型、尺度自适应 的大涡模拟方法以及能流相似大涡模拟方法等研究成果。 北京大学工学院特聘研究员，“千人计划”青年项目 入选者。2009 年 7 月获北京大学流体力学专业博士学位，2011 年至 2013 年担任北京大学应用物理与技术中心“培源学者”博士后，2013 年至 2017 年在荷兰 Twente 大学做博士后研究工作，2017 年 5 月起加 入北京大学工学院。主要研究方向集中在浮力驱动对流湍流，尤其是 海洋相关的温盐驱动双扩散对流，以及流固耦合和多相流研究，如变 形壁面数值模拟，及变形颗粒数值模拟。 复旦大学航空航天系教授，博士生导师。主要研究方向 为计算流体力学、磁流体力学、高性能计算与算法和热/流/ /声/磁多 物理场可计算建模及流噪声机理与控制，多组分多相流非线性动力学 特性、稳定性与转捩等。教育部“高校青年教师奖”、国务院特殊津贴 获得者， “上海市研究生优秀成果（学位论文）”博士论文指导教师。 1. 预修课程要求： 基础要求：流体力学、计算方法 建议预修：计算流体力学、空气动力学 2. 教学内容及授课安排 日 期 8月1日 8月2日 8月3日 时 间 教学内容 8:00-8:45 9:00-11:30 14:00-16:50 9:00-11:30 14:00-16:50 8:30-11:30 14:00-17:30 课程简介 授课教 师 田振夫 湍流及转捩基本概念 湍流直接数值模拟 高精度数值方法 李新亮 8:30-11:50 8月4日 8月7日 14:00-16:30 9:00-11:30 8月9日 14:00-17:00 9:00-11:00 14:30-17:00 9:00-11:00 8 月 11 日 14:00-17:50 8 月 12 日 14:00-17:50 9:00-11:30 14:00-16:30 待定 8月8日 8 月 13 日 机动 并行计算技术 高超声速边界层转捩及 激波边界层干扰 湍流燃烧的直接数值模 拟 湍流大涡模拟 大涡模拟-雷诺平均混合 方法 标量场湍流数值模拟方 法 颗粒湍流数值模拟方法 不可压缩流的可计算模 型和高精度方法 前沿报告 于长平 杨延涛 田振夫 待定 3. 课程考核及成绩评定 出勤（20%）+作业（50%）+课堂表现（20%）+其它（10%） 4. 教学参考资料 傅德薰，马延文，李新亮，王强，可压缩湍流直接数值模拟， 北京，科学出版社，2010 J. Blazek, Computational Fluid Dynamics: Principles and Applications, Elsevier, 2005 A. Prosperetti, G. Tryggvason，Computational Methods for Multiphase Flow, Cambridge University Press, 2007 5. 联系方式（授课教师或助教联系方式均可） 助教：陈正兴 邮箱：19110290010@fudan.edu.cn；手机号：15821695269