学术报告

　　谢金翰，北京大学工学院力学与工程科学系助理教授/研究员。2017至2019年在库朗研究所做库朗讲师，2015至2017年在加州大学伯克利分校物理系做博士后。2015年博士毕业于爱丁堡大学数学系，2011年本科毕业于北京大学工学院。主要研究方向包括波涡相互作用，湍流理论，应用数学。

　　在湍流边界层理论中，一个著名的现象是对数区的存在。不同的统计量随着壁面距离增加有对数的形式变化，这些统计量包括平均流向速度，单点速度脉动矩和两点速度结构函数。然而之前的理论并不能确定结构函数表达式的系数。我们提出一个边界层湍流对数区中的一个现象学描述：对离壁面有固定距离的位置，当流动结构尺度小于距壁面距离时，流动由Kolmogorov均与各向同性湍流描述，而当流动结构尺度大于距壁面距离时，流动由附着涡描述。因此，当我们考虑三阶结构函数时，小尺度的Kolmogorov理论给出-4/5定律，大尺度的附着涡描述给出对数表达式。进而当我们将两个尺度的表达式匹配时就获得了三阶结构函数对数区的表达式的系数。我们采用了实验数据验证了我们的结果。基于此边界层三阶结构函数理论，我们分析了大气表面层含沙和不含沙的数据，发现在竖直动量流不随高度变化的区域含沙和不含沙的大气表面层湍流在对数区存在普适规律，并且基于结构函数的卡门常数约为0.42。