湍流作为一个长期的学科研究前沿,对数学、力学、物理、非线性科学和复杂系统等基础科学有着深刻影响。随着国家安全等若干重大工程的展开,湍流特别是可压缩湍流已经成为影响这些工程成败的关键瓶颈之一,是国家迫切需要解决的重大应用基础课题。本创新群体在陈十一、佘振苏两位学术带头人的带领下,在湍流模拟、湍流标度律、涡动力学和湍流的产生机理等基础问题上做出了在国际上有广泛影响的工作,形成了在国内外有重要影响的湍流研究团队。本团队将依托湍流和复杂系统国家重点实验室,集中优势力量,从数值模拟、理论和实验三个方面入手,以国家急需的具有重大应用价值的可压缩湍流为背景,集中研究可压缩近壁湍流的形成机理,揭示湍流的深层次动力学规律,建立新的湍流理论,发展先进适用的可压缩湍流模型。在此基础上解决若干国家安全重大工程的急需,同时带动和培养一支精干的湍流研究中青年队伍,为支撑我国相关领域的长期健康发展提供技术和人才储备。
Compressible turbulence;Large Eddy Simulation;Complex flows;Transition;Quiet wind tunnel
群体项目实施三年来,充分发挥人才优势,以航空航天和国家安全领域的重大需求和流体力学学科前沿的湍流,特别是可压缩湍流问题为核心内容,从理论、数值模拟模型和模拟方法,以及实验等方面全面开展研究工作,在每个方面都取得了重要的基础研究成果,实现了科学目标。特别是通过直接数值模拟揭示了可压缩湍流的多过程机理及与不可压缩湍流的关系,发现了剪切流动转捩过程一类定量的普适特性,发展了原创的湍流约束大涡模拟方法并成功地用于我国大客机全机外形的流动模拟,建成了具有国际领先水平的国内首座、世界第三座高超声速静风洞并成功地观测到高超声速边界层转捩过程的两种不稳定模态。在国际权威期刊发表多篇论文,包括Physical Review Letters 4 篇, Journal of Fluid Mechanics 5 篇,Physics of Fluids 3 篇,New Journal of Physics 1 篇,Journal of Computational Physics 3 篇,Measurement Science & Technology 1 篇,两篇还作为封面。在国际期刊共发表标注论文35篇,组织一次全国湍流青年学术论坛,发起并参与一次为期六周的国际湍流交流项目,群体带头人陈十一在第23届世界力学家大会上做开幕式报告。培养毕业博士研究生19人,在站博士后8人,1名群体成员获得国家杰出青年基金。群体在湍流研究上有长期的积累,注重对学科发展有影响的基础研究、前瞻性研究,注重国际交流合作,关注解决与湍流和复杂流动相关的应用领域的技术瓶颈问题。群体的成果对所在单位的学科和国家重点实验室建设有重要贡献。