李启兵博士中国博士基金申请表
+投送一级学科：力学二级学科：流体力学原件 复印件 中国博士后科学基金资助金申请表申请人姓名李启兵编号19183设站单位清华大学流动站名称(一级学科)动力工程与工程热物理进站日期 2002年9 月12 日通讯地址清华大学工程力学系邮政编码100084电话（010）627886742003年 9 月 8 日填表申 请 须 知1. 申请者必须认真阅读现时执行的中国博士后基金资助条例，并按该条例有关规定进行申请。2. 申请者打字填写（如不具备打字条件时，请用钢笔或圆珠笔正楷书写，不要用铅笔填写）本表1至6页，并由两位推荐人在7和8页分别填写推荐意见，报所在设站单位（含经批准招收博士后的非设站单位，下同）。经设站单位在9页填写审核意见后再用B5复印纸进行复制。3. 每位申请者需向中国博士后科学基金会交纳评审资料费100元人民币，未交纳者，不予受理。4. 各设站单位于每年三月十日至三月三十一日或九月十日至九月三十日期间将本单位所有申请者的申请表（一式六份，必含原件）和评审资料费集中汇至中国博士后科学基金会。5. 本表封面上的“原件”和“复印件”系指本份材料是原件或复印件，请在相应的方框内打“”；“编号”系指申请进站时，全国博士后管委会办公室或有关省、市对博士后研究人员的统一编号；“投送学科”系指申请资助项目所属的学科领域。若是交叉学科或跨学科，则应填写所涉及的主要学科名称。学科须按国务院学位委员会公布的标准名称填写。6. 填表必须实事求是，认真翔实，不得虚报或留空。有的栏目如无内容可填，请写上“无”、“未”等字；5若填写不下，可另附纸。姓 名李启兵性 别男出生年月1973.9民 族汉 博士后日常经 费来源 国家资助þ 单位自筹¨ 企业提供（企业博士后）¨ 来自重大科研项目经费（项目博士后）¨ 学 位获得年月攻读学位单位学位论文题目导 师学学士1997.7清华大学圆射流的大涡模拟苏铭德位情硕士2002.7清华大学高速混合层的二维BGK数值研究符松况博士2002.7清华大学应用BGK格式对可压缩混合层的数值研究符松起止年月单 位研 究 工 作职 务主要1997.1-1997.9清华大学工程力学系主要从事不可压缩湍流的大涡模拟及其在射流中的应用本科生研究1997.9-2002.7清华大学工程力学系主要从事气-动BGK格式的简化及其在可压缩湍流混合层中的应用博士生工作2002.9-现在清华大学工程力学系主要从事高速混合层数值模拟以及湍流相干结构研究博士后经历2003.1-2003.4香港科技大学土木工程系（合作研究）BGK格式在浅水波方程模拟中的应用研究助理主要研究成果：已发表在国内外核心学术刊物上的论文题目、全部作者署名顺序、发表时间、刊登论文的刊物名称以及被SCI、EI、ISR、SSCI收录、引用的情况；获得专利的名称、内容和号码；有何发明创造、技术革新、工艺设计和过程等。请务必具体说明以上成果的科学价值、应用前景、经济效益、社会效益以及本人在这些成果中的主要贡献及所获得奖励的名称、等级和获奖人的排名顺序。1. Li, Q., Fu, S. 2003 Numerical simulation of high-speed planar mixing layer. Computers & Fluids, 32:1357-1377 (SCI、EI收录)2. Li, Q., Chen, H. and Fu, S. 2003 Large-scale vortices in high-speed mixing layers. Phys. Fluids, 15:3240-3244 (SCI收录)3. Fu, S., Li, Q. and Wang, M. 2003 Depicting vortex stretching and vortex relaxing mechanisms. Chin. Phys. Lett. (Accepted) (SCI收录)4. 李启兵，符松 2002 可压缩自由混合层中的输运平衡研究 清华大学学报(自然科学版), 42(8):1087-1090 (EI收录)5. 李启兵，苏铭德 2000 用BGK格式对平面可压缩自由混合剪切流动的数值模拟 空气动力学学报，18(2):229-235 (EI收录)6. 赵建兵，李启兵，章光华，符松 2003 应用BGK格式数值模拟微槽道中的气体流动 清华大学学报(自然科学版) , 43(8):1083-1087 (EI收录)7. 李启兵，符松 2002 一种新的简化气动BGK格式 计算物理, 19(6):471-475.8. 苏铭德，李启兵，王筑 2001 L2逼近高精度格式的基本原理及其应用 计算数学, 23(1):9-259. 李启兵，符松，苏铭德 2000 平面超音速自由混合剪切流动的数值模拟 第六届全国湍流与流动稳定性学术会议暨第三届全国工程紊流与流动模拟学术会议论文集，上海大学出版社，93-9710. Su, M.D, Li, Q., etc., Numerical simulation of plane mixing layer of compressible flow. Proceedings of the eighth Asian congress of fluid mechanics 1999, 286-289 11. Fu, S., Li, Q.B., 3D numerical simulation of planar compressible free mixing layer. ICCFD 2, July, 2002, Sydney.12. Li, Q., Fu, S. Numerical investigation of supersonic mixing layers. TSFP 3, Jun. 2003, Sendai申请资助项目情况名中文BGK格式在高超音速边界层流动中的应用研究称英文Application of BGK scheme in hypersonic boundary layers研究类别 基础研究¨ 应用基础þ 技术开发¨ 国家重点项目¨ 省市或部门重大项目¨ 自选项目þ项目来源 863高技术研究项目¨ 国家自然科学基金项目¨ 其它项目¨ 研究经费来 源 及数 额博士后日常经费，数额五千元人民币。项目的具体内容、预期目标及国内外在这方面研究的现状：一、研究内容针对具有重要理论意义和广泛应用背景的高超音速边界层流动问题，利用基于气体分子运动论的BGK格式来数值模拟研究激波/边界层相互作用特征，对比已有动力学方法DSMC(直接蒙特卡罗模拟)、基于连续流的N-S方程的模拟结果以及实验数据，以验证BGK格式对该类包含滑移流到连续流高速流场的模拟能力，研究滑移条件对数值结果的影响，建立对高超声速流动的有效模拟方法，为高速航天器的设计和应用提供理论依据。具体地讲，本课题的研究内容包括：1. 建立一般曲线网格上轴对称/三维气-动BGK格式，拓宽格式的实际应用范围。在此基础上建立隐式BGK格式，以提高格式对定常流动的模拟效率。2. 应用改进后的BGK 格式数值模拟中空圆柱弹头模型绕流问题。根据数值模拟结果研究激波与高超音速边界层相互作用特征，对比实验数据和其他数值模拟结果，研究BGK格式在该类流动问题中的实际模拟能力。3. 对流场中存在滑移流区的流动，本课题将进一步研究滑移条件对数值模拟结果的影响，建立对高超声速绕流问题的有效模拟方法。二、预期目标通过应用BGK格式对高超音速绕流问题的数值模拟研究，揭示该流动的结构特征，检验格式在该类复杂流动中的实际能力，研究滑移边界条件对数值结果精度的影响，建立对包含滑移流和连续流流动的有效模拟方法，为高速航天器的设计和应用提供理论依据。预计在国内外重要学术期刊上发表1-2篇学术论文。三、国内外研究现状激波与高超音速边界层相互作用问题是高速航空航天器运行过程中一种普遍的流动现象。由于碰撞激波和层流边界层的相互作用导致边界层的分离和再附，引起再附点附近热流的显著增加，影响航天器的性能。随着航天科技的迅猛发展，特别是当前美国和澳大利亚等国的高超音速航天器研制过程中出现的一系列挫折，促使人们更加重视包括高超音速激波/边界层相互作用问题在内的流动基础研究，国内外科技工作者们进行了大量的实验和数值计算研究1,2,3,8,9,10,11,12。法国ONERA在高超音速风洞里进行了一个中空圆柱弹头模型实验，由于实验状态下该流动为轴对称层流，因此该模型实验逐渐成为人们检验CFD性能的标准算例1。大量的数值模拟表明，求解NS方程能正确刻画流场的主要特征，但是结果会随计算网格的加密而发生变化，同时模拟出的分离区长度偏大。而用动力学方法DSMC得到的分离点同实验值十分符合，但压力分布与实验值的偏离比NS结果更大一些。随着CFD技术的发展，人们建立了许多基于连续流模型的高精度格式如紧致格式，NND，TVD等，以及基于分子运动论的DSMC方法和直接求解Boltzmann方程的统一算法1,6,7,8,9,10,12，并用于高速边界层流动的数值模拟，取得了较好的结果。但是不少高精度格式都不能保证熵条件，计算结果的可靠性得不到保证。同时由于高超音速流动中可能存在滑移流区，如何引入滑移边界条件也是一个必须面对的问题。DSMC方法在稀薄气体流动模拟中取得了巨大的成功，但其计算量很大，并且由于统计量的涨落导致在模拟连续流动时宏观量可能完全被背景噪声所淹没。这些在一定程度上影响了其实际工程应用范围。近年来，为适应航天飞行器发展的需要，香港科技大学徐昆博士从微观分子动力学理论出发，提出了基于Boltzmann方程的气-动BGK格式5。该格式自动满足熵条件，具有较好的稳健性和低密度计算中的保正性。可以证明，在物理量连续变化的条件下，该方法等价于NS方程，而对于物理量不连续变化的情况下，它可以求得比基于Riemann解的格式更好的结果。另外，由于求解过程基于分子分布函数，很容易直接引入滑移边界条件。该方法已逐步在化学反应流动、多相流动、稀薄气体流动、不可压缩流动、水波运动以及磁流体中得到了广泛的应用。作者对BGK格式做了适当的简化并将其实际应用到可压缩湍流混合层流动的数值研究，最近又通过引入滑移条件将格式应用到微槽道流动的数值模拟，均取得了较好的结果。研究表明13，在Knudsen数较大（）时，BGK格式模拟得到的结果与DSMC仍然符合得很好。另外，当前BGK格式均为显式格式，受CFL数限制，在定常流动的模拟中效率难以提高。建立曲线网格上的隐式BGK格式，并将其应用到高超音速激波/边界层相互作用这一十分重要的课题展开研究是很有必要的，同时也是可行的。参考文献1 A. Graur, M.S. Ivanov, G.
