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有限体积方法的等效微分方程及ILES的理论框架 — 任玉新教授作学术报告
2022.04.12



近日,应湍流与复杂系统国家重点实验室主任李存标教授邀请,清华大学任玉新教授在北京大学工学院1号楼210会议室作了题为“有限体积方法的等效微分方程及ILES的理论框架”的学术报告,报告由重点实验室韦小丁副主任主持。
 

任玉新教授作报告

数值方法的数值耗散效应被认为是隐式大涡模拟(ILES)的主要机制,目前ILES的理论建模主要依赖于传统的修正方程,这种方法不仅难以适用于复杂网格,而且理论上并不完善。任玉新教授详细讲解了其课题组最新的研究进展。任教授主要通过识别有限体积方法的内在滤波机制,就能做到在不依赖于Taylor展开的条件下,得到有限体积方法(包括高精度有限体积方法)的等效微分方程,从而建立ILES的新的理论框架。任教授目前取得的研究成果主要包括:ILES的SGS应力就是数值格式的耗散项,动能从可解尺度向亚网格尺度的传输与有限体积方法的保单调条件相关,非单调格式可以模拟能量反向级串,数值方法存在适合于ILES的最佳耗散等。这些初步研究成果为发展面向ILES优化的新的数值算法奠定了基础,有可能显著提高数值方法的ILES性能。最后,任教授介绍了其课题组利用该方法的初步计算案例。

任玉新,清华大学航天航空学院教授。现任中国空气动力学学会监事长,空气动力学学报副主编,国家数值风洞重大示范项目副总设计师,国际计算流体力学大会科学委员会委员,中国大百科全书力学卷编委,力学名词审定工作委员会副主任等。主要研究领域为计算流体力学高精度数值方法、空气动力学等。提出了色散最小、耗散可控的高精度MDCD格式;引入尺度识别器,提出了新型非线性色散关系保持格式,实现色散、耗散可设计,显著提高了非线性多尺度问题数值模拟的分辨率和鲁棒性。提出了变分重构、子网格重构、多步重构等非结构网格高精度有限体积紧致重构算法,解决了高精度有限体积方法重构模板过大的问题,显著提高了计算精度和效率。

现场交流讨论

任玉新教授的讲解清晰生动,其建立的ILES新的理论框架对大家的学习与科研工作有很大的启发。报告结束后在场师生与任教授进行了热烈的交流与讨论。