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。
& N. Q  a! u: j6 A0 P8 |
# C2 R/ Z! z* R. g6 e7 D8 T
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。$ x, Y% J# J* f6 N8 R$ U0 D
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:
5 S* R' u' D* _9 @; l! t1. 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.: g/ h& L3 T7 G4 P6 B) ~
2. 湍流的非线性动力学:Landau, Hopf, Lorenz, Ruelle and Takens, Pomeau and Manneville, Feigenbaum, Smale, Eckhardt, G Haller.0 T7 g1 A8 S+ T# v. S9 n; {* B
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.
$ G  O  f4 }- a1 [9 v4. 湍流的modelling:Boussinasq, Prandtl, von Karman, PY Chou, Leray, Launder and Spalding, Jones, Hanjalic, Menter, Orszag, Spalart, Rodi, Perry, Marusic.
4 X! V- T5 f4 o2 q5. 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.. z/ p0 Y* p% m8 z
6. 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.' V- ]$ C! x! j
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.9 J4 u% Y+ p9 l% Y% c
8. 旋涡动力学:Jean-Jacques Moreau, Saffman, Moffat, Perry, Pullin, Hussain.! K- f1 N0 I2 I/ ^1 U4 z; f/ f+ t
9. Navier-Stokes equation: Leray, Ladyzhenskaya, Serrin, Scheffer, Caffarelli, Temam, Foias, Doering, Constantin, Fefferman, JD Gibbon, E Titi.% ]" D6 k8 ?( _, {1 u
10.Taylor-Couette 流动: GI Taylor, S Chandrasekhar, RJ Donnelly, D Coles, HL Swinney, R Tagg, CD Andereck, O Dauchot, Wereley and Lueptow, Lohse.
6 y6 w! n" C5 _5 r3 B11. 热对流湍流:Rayleigh, Bénard, Boussinasq, Sparrow, Busse, Swinney, SH Davis, Patterson, Lohse.
4 ^7 n0 R( H. u6 o! p. q12. 粘弹性湍流: Groisman and Steinberg, M Graham, McKinley, Tsinober, Kerswell.
2 N9 G6 p/ d) R0 |: P6 v4 J+ j% f13. 磁流体湍流:Hartmann, Chandrasekhar, Kraichnan, Moffat, Davidson, Tsinobar, Biskamp, Zikanov.
; M9 b- V, |: b& x. F' u0 h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- )。7 H6 T0 O# Z  L' S% Z7 Y/ e/ M
对湍流的突出贡献(Personal opinion):
% v/ s2 y& w$ w: M4 H: d) B1 ], {' h顶尖大师:Prandtl, Taylor, von Karman, Kolmogorov, Liepmann4 h( J" }! S( c' U
天才级专家: Leray, Corrsin, Orszag" y2 M5 w' P! J
杰出贡献专家: S. J. Kline
: U& M1 S" P2 V$ |湍流贡献最突出大学: Gettinggen,Cambridge, CalTech, Stanford, JohnsHopkins7 A: @7 X) \7 b
几点建议:2 P' |) `2 a3 S1 l, I
(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 j! c% V+ G* }1 b& J% u9 a(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
, l2 H/ T- W3 o/ ~1 @# XDou (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]。
$ ~6 `. T& O& o0 H(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。
+ L& K) }' i+ Y5 |6 A参考文献5 r2 `, o2 {& ~- _3 s/ R0 e

: ?3 _/ I! G) m4 n1. Dou, H.-S., Origin of Turbulence-Energy Gradient Theory, 2022, Springer.  www.52ocean.cn   (全书下载地址).) F8 A1 j4 C+ e+ P- ]
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 ) H$ k1 ^/ ~7 l6 c

$ a; t- p3 f, c8 {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
+ U7 V, s9 z6 {$ `7 P0 S% E4.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。
( {, s/ x1 b6 ?3 m

# B! g' [( v9 y! U; ~www.52ocean.cn  或者  www.52ocean.cn
: u) a' ^3 \6 x8 Y7 E5. 窦华书,我是怎样创立能量梯度理论的?www.52ocean.cn
8 j& K+ Q0 M+ _6 I: o7 Z6 R" b  V
+ b& l4 X  z  K
6.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 " }  c# Y4 x$ P$ H9 T0 ~% F
3 n3 ]- b/ a5 x8 F* \% I2 u
www.52ocean.cn" v+ r7 |% E9 X* X3 E2 J% {

0 e* Q8 d% c8 Y7. 窦华书,湍流是怎样产生的? 最新研究进展!www.52ocean.cnwww.52ocean.cn: Q5 `) W1 q6 ]( G* X( y$ b  f
0 [6 L: n, Y( a8 C1 S' F
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
3 C# u; Y% b' l( ^$ P
7 U3 f% h5 M) }6 P; `- D  `9. 窦华书: Navier-Stokes 方程可以描述湍流吗?  www.52ocean.cn 或者  www.52ocean.cn* r7 \' f1 Y' y
10. 窦华书:湍流研究有哪些成功的理论成果? www.52ocean.cn  www.52ocean.cn : g7 }5 ~" }) Y) m

# J8 u' U5 n- ?& j1 ^( ]" n, B) x8 J1 {6 T5 R) E; d, a0 E8 g; U. c
                    : h5 g7 c; O6 [$ c+ {

7 Z; b8 H8 a2 D; U( }- r                                        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2026-4-6
快速回复 返回顶部 返回列表