学术报告

【2026年10月9日10:00】土木工程与力学学院“开沅讲坛”第36讲暨全国科学家精神教育基地(兰州大学力学学科)系列活动徐昆教授:气体动理学格式的发展与应用

  应土木工程与力学学院、西部灾害与环境力学教育部重点实验室、全国科学家精神教育基地(兰州大学力学学科)郑晓静院士邀请,香港科技大学徐昆教授将于2026年10月9日上午做客我院“开沅讲坛”并做第36讲报告,欢迎广大师生参加。

  • 报告题目:气体动理学格式的发展与应用
  • 人:徐昆 教授
  • 报告时间:2026年10月9日(星期五)10:00-12:00
  • 报告地点:祁连堂322报告厅
  • 人:王记增 教授
报告人简介

  徐昆,1987年毕业于北京大学。同年通过中美联合招收物理研究生考试(CUSPEA),到美国纽约哥仑比亚大学攻读博士学位。1993年取得博士学位后到美国普林斯顿大学做博士后研究。1996年任职于香港科技大学,现为该校张鋻泉理学教授、数学系与机械航空系讲座教授,和数学系主任。
  研究领域:计算流体力学,非平衡流,多尺度算法,湍流建模
 

报告摘要

  气体动理学格式(Gas-Kinetic Scheme, GKS)作为一种基于介观分布函数演化的数值计算方法,近年来取得了长足的发展。相较于传统方法,基于高阶流场演化的GKS不仅能够在网格界面上提供精确的通量,还能直接描述宏观物理守恒量的时空演化过程。其中,高阶紧致气体动理学格式(CGKS)在处理激波-涡流相互作用、三维非定常流动以及基于GPU的大规模流体计算等领域展现出了优异的性能。多尺度直接建模思想是将数值网格尺度直接作为物理尺度,发展出统一气体动理学格式(UGKS)。UGKS能够根据网格尺度与分子自由程的相对关系,无缝衔接介观Boltzmann方程的粒子动理学演化规律与宏观Navier-Stokes方程的连续介质流体力学的运动机理。在此基础上,统一气体动理学波粒模型(UGKWP)把非平衡态的输运和平衡态演化分别用粒子和波的形式描述,融合了不同尺度下“粒子”与“波”的转化、互动及传输过程,极大地提升了高速非平衡气体流动的计算效率。近年来,UGKWP方法被成功推广至湍流模拟领域,发展出波-粒子湍流模拟方法(WPTS),构建了全新的多尺度湍流数值模拟框架。WPTS在粗网格条件下仍能准确捕捉湍流的结构特征,显著提升了湍流建模的精度,为湍流的多尺度研究开辟了新的路径。展望未来,基于气体动理学的非平衡多尺度建模与模拟方法不仅将继续推动空气动力学的发展,还将成为探索稀薄气体、热辐射传递、中子输运以及等离子体物理等跨学科领域的重要工具。