从湍流数值模拟到计算流体力学新范式

报告人：吴锤结 教授，大连理工大学力学与航空航天学院

报告题目：从湍流数值模拟到计算流体力学新范式

时间：2026年4月22日14:00-15:30

地点：海宇楼602

邀请人：杨迪雄教授

报告摘要：

在本报告中， 首先通过指出湍流数值模拟建模理论研究历史中存在的问题，给出了正确的湍流数值模拟建模理论基础和多尺度湍流模型概念；给出了湍流封闭性问题的数值解法；提出了湍流数值模拟的大中小尺度分解概念；明确了关联函数的算法及其与湍流模式的联系；指出了湍流界中验证湍流模型和湍流数值模拟结果的定量比对方法中存在的物理概念问题，给出了正确的粗粒化定量比对方法。

在以上研究基础上，遵从周培源1940年湍流数值模拟开创性论文的建议，从第一性原理出发建立了没有人为假设的、普适的、可在网格意义下将RANS、LES、DES和DNS统一的可压缩湍流时空耦合最优低维动力系统多尺度数值模拟LMS方法， 并首次得到湍流的中尺度流场和在大涡模拟概念下的湍流近似解，加深了对湍流复杂性的认识。

然后，对时空耦合动力系统与湍流时空复杂性进行讨论：指出建立时空耦合动力系统理论的重要性和由此揭示湍流的产生和演化的时空复杂性的数学之源。

通过分析发现了计算流体力学中长期被忽略的有限截断方程误差概念，并与湍流数值模拟建模理论方法的对比，明确了LMS方法可为减小计算流体力学中的有限截断方程误差提供一条可行之路和方法，并得到将湍流数值模拟与计算流体力学统一的计算流体力学新范式。

吴锤结简介：

1955.5.6出生。1982.1毕业于江苏工学院流体机械专业，1986-1987在英国威尔士卡的夫大学学院从事激光测速研究，1988-1989在美国田纳西大学空间研究院从事涡动力学研究。1992.8特招入伍，1992.12由讲师破格晋升为空军气象学院正教授。2000.1-7作为国家留学基金委高访学者在美国约翰.霍普金斯大学任访问教授，从事格子波尔兹曼方法研究。2003年受聘任解放军理工大学首批首席教授。2008.1转业至大连理工大学担任航空航天学院创院工作并任院长、二级教授。2012.9任美国Kennesaw State University数学系访问教授。2018.12-2019.5在意大利罗马第一大学机械与航空系做学术休假研究。2020.5退休。

曾任中国力学学会理事、流体力学专委会委员和湍流与稳定性专业组副组长、计算力学专委会委员和特邀委员、环境力学专委会特邀委员；南方计算力学联络委员会委员；北大湍流研究国家重点实验室学术委员会委员和力学系教授、中国科学院力学所非线性力学国家重点实验室学术委员会委员和特邀委员、力学所特聘研究员；江苏省力学学会第一副理事长和流体力学专委会主任；兰州大学和河海大学兼职教授、博导，《应用数学和力学》副主编、《中国科学》（物理、力学、天文卷中、英文版）编委，中国青年科学家奖评委。

现任Executive Member of Council of Chinese Association for Computational Mechanics; Member of International Committee of Asian Computational Fluid Dynamics Conference; Associate Editor of Advances in Applied Mathematics and Mechanics、《应用数学和力学》顾问编委、《大连理工大学学报》编委、国家最高科技奖评审专家。

在湍流、非线性动力学、流动控制、涡动力学、计算流体力学、环境流体力学、水动力学和实验流体力学等方面进行研究。在国际上首先提出最优动力系统建模理论和可压缩湍流数值模拟LMS方法、最优智能物面流动控制方法和计算流体力学新范式。承担和参加973、NSFC重点和面上项目二十余项，发表学术论文300余篇。指导流体力学硕士、博士三十余位、博士后一位。