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学术交流

朱建州 博士 速诚基础与交叉科学研究中心

2018年09月06日  点击:[]

报告题目:大气和海洋工程中的被动标量问题基础研究:面向湍流被动标量问题的“统一场论”

报告人:朱建州 速诚基础与交叉科学研究中心

报告时间:2018917日上午9:00-10:30

报告地点:大连理工大学海洋工程研究所A区会议室

摘要:

大气和海洋工程中有大量的被动标量相关问题。比如,快速旋转流动中会出现显著二维化特征,其中涡模态系统的形式极限(不一定能达到)则是二维三分量(2D3C)动力学,其第三分量速度就是为水平流动所输移的被动标量。类似地,三维单、双被动标量是3D4C3D5C。而大气和海水中的很多问题也可近似为被动标量。

更具体一点,当三维Navier-Stokes方程动力学只依赖于两个坐标水平(h={xy})变量时,第三个速度分量是一个被动标量,整个系统称为二维三分量的。同样,四维或者一般dNavier-Stokes方程对某(些)坐标降维可以得到这(些)个坐标分量速度的被动标量动力学。这不是那么平凡的一个事实,因为至今我们关于被动标量唯一可靠的系统性结果来自于Kraichnan模型。这后者的输运速度场是独立的白噪声,被动标量的源项是另一个独立的白噪声,显然是一个非常特殊的非自洽场。自洽的湍流被动标量问题需要一个“统一场理论”。

对于2D3C问题,三维速度场的螺度在边界没有贡献条件下表现为被动标量和二维输运速度涡量场的关联。一般d维情况这种可能的关联所对应的守恒量由L. TartarD. Serre分别就偶数维和奇数维情况给出。这些关联的物理意义和效果是我们要讨论的。我们发现,如果不改变高维的方程形式结构,在没有边界效应介入的情况下,湍流的基本谱输运不会有什么大的新特征。四维湍流及其通过“柱条件”降维而致的三维被动标量尤其微妙,也刚好和我们感知的三维世界密切相关,所以我也将特别地对最近的一个有趣的四维湍流的直接数值模拟结果进行细致的分析和评论。特别进一步讨论三维湍流中单个或多个被动标量(3D4C3D5C等)混合中的去相关(de-correlation)和间歇性增长问题,,解释一批已发表的直接数值模拟结果并作可检验的预测。

参考文献:Jian-Zhou Zhu, Statistical mechanics of d-dimensional flows and passive scalars reduced from cylinder conditionshttps://arxiv.org/abs/1804.05784

 

报告人简介:

 

朱建州JZ 博士

南京市高淳区速诚基础与交叉科学研究中心(SCCFIS,

 

工作经历:

+ 20136月–  : 发展速诚基础与交叉科学研究中心(发起举办者、主任)

+ 20122 20136: 研究科学家 @ 世界级研究所聚变理论中心, 韩国国家聚变研究所

+ 201111 12: 访问教授 @ 国际聚变科学研究所, 法国普罗旺斯大学 --- 法国国家科学研究院

+ 2010年八月 20122: 中科大近代物理系副教授

+ 20091 20107: 访问科学家 @ 普林斯顿等离子体物理实验室理论部, 普林斯顿大学,(通过助理研究员的位置 @ 科学计算与数学模型中心及多尺度等离子体动力学中心, 美国马里兰大学)

+ 200610 20091: 博士后 @ 理论部的数学模拟与分析组(T7, 2008年底转为应用数学与等离子体物理组 T5)和非线性中心 (CNLS), 美国洛斯阿拉莫斯国家实验室

 

教育:

* 博士 (2006): 北京大学湍流与复杂系统国家重点实验室

* 硕士 (2003): 中科院研究生院物理系

* 本科 (2000): 哈尔滨工程大学船舶与海洋工程系

 

目前除了“田园学派”与“野趣党”的品牌文化建设外,主要研究兴趣有:

(a) 流体与等离子体中的湍流相关问题

(b) 手性传递放大的机制与规律;生命起源(手性选择、传递、转录与放大)与进化(脱氧核糖核酸分子水平)

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