收藏本站 劰载中...网站公告 | 吾爱海洋论坛交流QQ群:835383472

窦华书:湍流的研究方向分支及代表人物

[复制链接]
湍流仍然是物理学、应用数学和流体力学学科的一个主要研究领域,100多年来,且一直代表流体力学的前沿研究方向,这是由于如果湍流问题解决了,就会解决一大片研究领域的问题。湍流是在流体力学学科所有方面具有共性的重要课题。
0 @. y* R2 N4 i" x/ U% N8 j

4 h' K5 k0 K, u$ c  c3 O8 F! A比如,如果你是做超音速流动、飞行器设计、多相流动、传热、燃烧、叶轮机械、大气湍流、海洋湍流,天体物理,等方向的基础研究或技术研发的工作,对基本不可压缩流动的湍流还没有弄清楚,所做的基础或研发工作,有可能是不可靠的,仍有改进空间。如果把基本不可压缩流动的湍流的最新的更精确的研究成果(比如本文最后建议(2)里所讲的最新内容),应用和扩展到这些具体的领域,就会对研究课题得到更深刻的理解、能够更精确地改进设计和提高性能。
" D3 w# H* ]$ P- d' d0 P湍流的研究方向分支及主要代表人物,目前想到的部分如下:
- {2 r8 b, l5 Q2 z- F0 G! l1. 湍流的统计力学:Taylor, von Karman, Kolmogorov, Obukhov, Monin, Yaglom, Heisenburg, Weizsacker, Lin CC, Chandrasekhar, Onsager, Liepmann, Batchelor, Townsend, Kraichnan, OM Phillips, Orszag, U Frisch, Sreenivasan.
% K, W- i9 R, e( g8 ]) {2. 湍流的非线性动力学:Landau, Hopf, Lorenz, Ruelle and Takens, Pomeau and Manneville, Feigenbaum, Smale, Eckhardt, G Haller.; O; `3 Z8 O# D: [5 O
3. 湍流的结构测量:Prandtl, von Karman, Kovasznay, Klebanoff, Liepmann, Corrsin, Kline, Brown and Roshko, Cantwell, Willmarth, Narasimha, Blackwelder, Brodkey, Tiederman, Wygnanski, Adrian, Kachanov, Comte-Bellot, Nishioka, Antonia, Hussain, Alfredsson, Gad-El-Hak, Jovanovic, Smits, Marusic, Mullin, J Katz, J Eaton, F Durst, Kitoh, JC Vassilicos.
. Y1 v. T' F; [6 S0 c4. 湍流的modelling:Boussinasq, Prandtl, von Karman, PY Chou, Leray, Launder and Spalding, Jones, Hanjalic, Menter, Orszag, Spalart, Rodi, Perry, Marusic.1 Y- e5 q1 o% |; y; L; K: R
5. 湍流的数值模拟:Richardson, Lumley, Smagorinsky, Lilly, Orszag, Kleiser, Jameson, M Gaster, Moin, Piomelli, MA Leschziner, John Kim, Moser, FT Smith, Trefethen, Jimenez, Meneveau, Henningson, SK Lele, C Bailly, WK George, Sirovich, Rist and Fasel, Durbin, Eckhardt, Kerswell, Orlandi, Pirozzoli, McKoen, Schlatter.
! O. o' ?2 Q3 y. N6. 流动稳定性理论:Rayleigh, Orr-Sommerfeld, Heisenburg, Tollmien, Schlichting, Landau, Lin CC, S Chandrasekhar, Stuart, A Davey, Orszag, Herbert, Reshotko, Saric.' ~' K0 y5 P7 E  U$ e
7. 湍流转捩研究:Reynolds, Dryden, Schubauer, Skramstad, Emmons, Klebanoff, Kovasznay, Patel, Tumin, Wygnanski, MV Morkovin, Saric, Reshotko, Mullin, Kachanov, Nishioka, Durst, Smits, Alfredsson, Johansson, JR Jovanovic, Hof.: Q1 M! J2 k8 y8 l4 ^0 u
8. 旋涡动力学:Jean-Jacques Moreau, Saffman, Moffat, Perry, Pullin, Hussain.' c, U- |) T3 p5 c; u1 d7 W& @
9. Navier-Stokes equation: Leray, Ladyzhenskaya, Serrin, Scheffer, Caffarelli, Temam, Foias, Doering, Constantin, Fefferman, JD Gibbon, E Titi.
; f" K4 T/ i" b/ w3 i  P5 i/ B% p$ h" E10.Taylor-Couette 流动: GI Taylor, S Chandrasekhar, RJ Donnelly, D Coles, HL Swinney, R Tagg, CD Andereck, O Dauchot, Wereley and Lueptow, Lohse.
. a4 Z4 }; @9 R6 i/ b, C4 h11. 热对流湍流:Rayleigh, Bénard, Boussinasq, Sparrow, Busse, Swinney, SH Davis, Patterson, Lohse.3 ~) k& a0 p" P7 ^, v
12. 粘弹性湍流: Groisman and Steinberg, M Graham, McKinley, Tsinober, Kerswell.  w0 i, X, _! f7 w7 T. G5 Z1 s3 C
13. 磁流体湍流:Hartmann, Chandrasekhar, Kraichnan, Moffat, Davidson, Tsinobar, Biskamp, Zikanov.
8 h, ~# R. j# [1 [$ I3 _备注:其中 Rayleigh, Heisenburg, Landau, Chandrasekhar, Onsager为诺贝尔奖获得者(不是因为湍流研究获奖),他们都在湍流领域耕耘多年。Leray因NS方程弱解研究获得了1979年的沃尔夫数学奖;Kolmogorov 因数学统计理论(包括湍流)获得了1980年的沃尔夫数学奖;Ruelle因湍流混沌理论获得了2022年的www.52ocean.cn;Caffarelli因偏微分方程研究(包括NS方程部分强解)获得了2023年的挪威阿贝尔数学奖。另外,流体力学及湍流和统计力学相关的专家还获得了下列APS的奖项, Otto Laporte Award (1972-2003), Fluid Dynamics Prize (1979- ), Stanley Corrsin Award (2011- ), Lars Onsager Prize (1995- ), Leo P. Kadanoff Prize (2019- )。* d; \3 q1 ]& C7 m) d% p" W. @
对湍流的突出贡献(Personal opinion):
8 Z8 F6 R6 ^2 L5 F, S1 m8 c顶尖大师:Prandtl, Taylor, von Karman, Kolmogorov, Liepmann
0 X6 b. C$ J% W& q* i天才级专家: Leray, Corrsin, Orszag6 l7 Z3 r& ?! H
杰出贡献专家: S. J. Kline4 M  c) H& {0 x9 p' \/ [* c
湍流贡献最突出大学: Gettinggen,Cambridge, CalTech, Stanford, JohnsHopkins
; [7 D. n% M1 H: B, Q5 ^" ^几点建议:
; z' @; y; l3 @4 F; D# {(1)作者在上面列出的清单,实际上就是给出了每一个研究方向的一个文献综述的提纲。这些牛人都是在此方向的奠基人。虽然1970's 年以后的50年,湍流继续取得了很大进展,但仍然没有跳出前人给出的框架,没有实质性的进展。5 @# H/ n. H" M- o! Z& y
(2)建议读文献,就要读牛人的文献,毕竟他们的文章影响大,总体来说,创新性高;另一方面,牛人的文章引领课题方向发展(注意:研究史上也有被带偏的情况)。对于普通作者的文章也要读,只是建议要快速browsing。不过,对于普通作者的研究工作,如果有重大创新和独创之处,特别是颠覆性的创新成果,还是建议不要放过,比如 Dou, H.-S., Origin of Turbulence-Energy Gradient Theory, 2022, Springer (www.52ocean.cn)。s://10.1007/978-981-19-0087-7
/ q$ L' ]% x6 W& n. |Dou (2021,2022) 基于能量梯度理论,依据NS方程,首次发现了一个光滑的流动演化出了NS方程的奇点(速度间断),并第一次从理论上精确地预测了湍流的产生,是由于这类奇点引起,与实验结果和DNS/LES模拟结果一致(burst)。这也是雷诺实验(1883)以后140年以来,唯一的一次,有人从理论上论证了(discovered)湍流是怎么产生的,这是一个从0到1的突破性的创新成果从此,揭开了湍流的秘密,破解了世界百年难题 [1-3,4-10]。& Y* g- M& _( i  E7 p, o- V
(3)如果想要做出有世界影响力的成果,选择研究课题,就要选有创新性的课题,能够解决主要问题的课题,以前别人没有做过的内容。当然这样的选择,面对的挑战和困难是很多的,如果获得成功,就要付出天价的努力,而且短期内不一定能出成果。如果选择一个普通的问题去做,就会容易得多,出论文也快,但是,创新性小, 解决的问题意义也小。尽管你付出了聪明才智和努力,对科学的推进和社会的贡献也是微不足道的,更不用说在人类科学史上能留下什么记录了。
/ e6 _. ~: [/ M. u$ a参考文献  n, `3 ]  P9 X( U, t
, L( P' R+ @3 l, D
1. Dou, H.-S., Origin of Turbulence-Energy Gradient Theory, 2022, Springer.  www.52ocean.cn   (全书下载地址).6 F' d5 U* G2 ?7 x% ]# r, }' b4 O' I
2. Dou, H.-S., Singularity of Navier-Stokes equations leading to turbulence, Adv. Appl. Math. Mech., 13(3), 2021, 527-553. https://doi.org/10.4208/aamm.OA-2020-0063 ; https://arxiv.org/abs/1805.12053v10
* F: v' }3 m$ O7 \* ]' z

- ^+ C$ q, H+ p% F- \( Z  `3. Dou, H.-S., No existence and smoothness of solution of the Navier-Stokes equation, Entropy, 2022, 24, 339. https://doi.org/10.3390/e24030339
9 g: |8 V5 {* S: c5 Q4.窦华书教授在纳维-斯托克斯方程问题上取得新进展,浙江理工大学官网新闻。" f# @1 K6 a5 s- L
9 A  e( Y; q  o& ~
www.52ocean.cn  或者  www.52ocean.cn
! z6 K5 e9 A' d$ L3 [5. 窦华书,我是怎样创立能量梯度理论的?www.52ocean.cn
2 M4 {7 L& m+ e* u

5 p7 M6 \+ _+ H* E6.窦华书教授成功破解了百年湍流难题,中国教育日报网。http://chinaedutech.com/dfjy/2022/1117/1327.html 或者
& b, _1 F. ~6 h# F
1 a; u$ [1 p4 u, H9 `1 J
www.52ocean.cn
/ ]7 t0 [, H/ {' B
* V6 c) d, C3 C) d
7. 窦华书,湍流是怎样产生的? 最新研究进展!www.52ocean.cnwww.52ocean.cn
5 ?% q, r7 x! q$ j
% _, F6 u! L  m  E* [; I0 @' T
8. 窦华书,一个力学公理的建立揭开了湍流的秘密。 www.52ocean.cn 或  www.52ocean.cn  l# J$ o9 G  O' Z! G) s

) e/ G$ h3 @4 u' [- }8 ^9. 窦华书: Navier-Stokes 方程可以描述湍流吗?  www.52ocean.cn 或者  www.52ocean.cn
7 n* d  u1 }/ j# ~: F* a5 x10. 窦华书:湍流研究有哪些成功的理论成果? www.52ocean.cn  www.52ocean.cn 0 w& {3 n  ]8 F  v

( U0 t; W$ G/ c; E; ]- \1 e4 G& d* D
& _  G4 _) `+ T& K& O                    
0 L0 R1 A9 h3 j: F+ S+ G& m' d0 w# [' p$ W
                                        转载本文请联系原作者获取授权,同时请注明本文来自窦华书科学网博客。
回复

举报 使用道具

相关帖子

全部回帖
暂无回帖,快来参与回复吧
懒得打字?点击右侧快捷回复 【吾爱海洋论坛发文有奖】
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册
三观道人
活跃在前天 06:08
快速回复 返回顶部 返回列表