2010年1月23日至24日,第146期东方科技论坛“海洋、航空领域流体力学的新问题和新方法”专题研讨会在上海沪杏科技图书馆举行。本次会议由上海交通大学、上海大学和中国科学技术大学共同承办,由上海交通大学廖世俊教授、上海大学钱跃竑教授和中国科技大学陆夕云教授担任执行主席。来自中国科学院、北京大学、清华大学、北京航空航天大学、天津大学、哈尔滨工程技术大学、大连理工大学、上海大学、同济大学、上海交通大学、浙江大学等全国11家单位的近40位专家参加了会议讨论。
在高性能计算机和其他高新技术的推动下,流体力学在理论与应用上都获得了快速发展。一方面,新的解析方法、数值方法和实验技术不断涌现,共同繁荣了流体力学的理论研究;另一方面,伴随着人类科技和社会生活的进步,在海洋和航空等应用领域,也出现了许多新的流体力学问题和研究方向。
本次会议专家们重点围绕国际上海洋、航空领域流体力学的发现趋势以及我国的发现现状展开交流,并深入探讨了我国流体力学在海洋、航空领域的发展前景与任务,以期更好地推动研究(发展新方法)与应用(解决新问题)的结合,服务于国家的科技发展战略。
中国科学院力学所李家春院士作了题为“水动力学在海洋开发中的机遇与挑战”的主题报告。他指出,海洋大开发给水动力学的发展带来了极大的机遇和挑战,其中极端条件下的海洋波浪以及复杂流场中的流固耦合界面能量和物质输送等问题是水动力学中极具挑战性的课题。前者涉及波浪破碎、畸形波、台风浪、内波、海啸等现象,后者则涉及严峻海况下如何获得作用于船舶和海洋平台的波流载荷等问题。他认为,要获得对上述问题的深刻理解,需要从其物理本质上着手。例如,台风浪演化相关的能量输入、耗散和非线性相互作用因素;海底地形可以导致内潮波发生、演化与衰减等等。建立反映物理现象本质的数学模型,发展合适的求解方法以解释上述物理现象,是实现自主创新,开发海洋、保护环境、预防灾害的前提,是研究和工程技术人员的工作目标。
天津大学周恒院士作了题为“高超音速湍流边界层气动热的工程计算及初始扰动幅值变化对边界层转捩位置的影响”的主题报告。他强调,力学工作者应遵从钱学森先生的技术科学思想,了解工程技术中的问题,了解工程师所用的方法及存在的问题。在解决相关问题时,要尽可能将其提高到自然科学的水平上加以解决。例如,气动热计算是高超音速飞行器设计时必须考虑的一个重要问题,迄今为止,工程界还缺乏准确计算方法。他根据湍流基础研究中所得到的结果,分析了其不合理之处,并提出了改进方法。再如,他通过直接数值模拟研究发现飞行器在飞行时边界层中感受到的扰动幅值不断变化的机制。
北京大学工学院院长陈十一教授、中科院力学所非线性力学实验室主任何国威研究员、清华大学航空航天学院院长符松教授、中科大陆夕云教授、上海大学钱跃竑教授、上海交大的敖平教授、廖世俊教授、王利坡博士等分别就各自在可压缩湍流的机理及模拟、剪切湍流的时空关联的椭圆模型及应用、航空领域里的流动控制措施的数值研究、激波和湍流的相互作用、壁面形状减阻、昆虫悬停飞行的稳定性及控制研究、湍流场中沿梯度线的两点速度结构函数、与流体力学相关的海事减排、涡旋的量子动力学理论及其在经典流体力学中的应用、同伦分析方法在各种非线性问题研究中的应用等等最新进展作了交流。
同济大学地面交通工具风洞中心主任杨志刚教授则详细介绍了风洞中心的两座世界先进风洞,包括及流动、气动及流动声学等问题的测量精度。
会上,与会专家通过精彩的报告和热烈的讨论,在充分把握了国外海洋、航空领域流体力学的新进展及我国流体力学的研究现状的基础上,结合我国海洋、航空流体力学的发展前景,就我国力学工作者未来的目标与任务达成以下共识:
1、极端条件下的海洋波浪以及复杂流场中的流固耦合等问题是水动力学中极具挑战性的课题。充分理解物理本质,凝练科学问题,是流体力学研究和工程技术人员的工作目标。
2、在航空领域,边界层转捩、湍流、流动控制、流动稳定性、壁面减阻等仍是经典研究领域。力学工作者应从工程需求中提炼科学问题并加以解决。
3、在仿生飞行器研制、磁流体、节能减排等交叉领域,尚有许多有重要价值的问题值得研究,是流体力学重要的应用领域,也是新知识的重要增长点。
4、应推进新方法与关键问题的结合,推进多种方法的融合,最大限度地发挥各种方法的长处,解决与人类生活紧密相关的流体力学经典难题和新问题。
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