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    力学人(2021年第03期)

    发布时间:2021-11-29【字体: 大  中  小 】

    凌博闻
      凌博闻,2016 年 12 月于美国加州大学圣地亚哥分校(University of California, San Diego)获得博士学位。2017 年 1 月加入美国斯坦福大学(Stanford University),任博士后研究员,兼任讲师。2021 年 2月通过海外人才计划加入中国科学院力学研究所工作。现任中国科学院流固耦合系统力学重点实验室,副研究员。
      凌博闻的研究领域为跨尺度介质内流动和物质迁移。跨尺度介质的特点是,其物理过程的几何特征尺度、特征时间有多个量级的差异,例如多孔介质,逆透析薄膜等。研究工作通过应用升尺度理论,微流实验以及多物理场数值模拟等方法开展。其应用背景涵盖:非传统油气田,微孔隙渗透薄膜过滤技术,新能源与可再生能源技术等。凌博闻致力于架构基于渗流、流体力学理论的数值升尺度方法,所开发的数值解算平台被成功应用于地下潜流层流体流动、非传统油气页岩储层中的流动和物质运移、逆渗透薄膜过滤等问题的研究中,所提出的“多物理场跨尺度流动传质”研究思想解决了传统计算力学、计算传质学中不同方法适用尺度小、物理场单一的研究壁垒,在解决大尺度复杂问题上表现出了巨大的潜力。与此同时,凌博闻使用微流芯片的前沿设计与制作技术,在不同尺度通过研究复杂介质内的流动和物质运移。相关工作发表在 Journal of Fluid Mechanics,Physical Review Fluids,Physics of Fluids,Advances in Water Resources 等国际著名期刊上。
    刘天威
      刘天威,2015 年博士毕业于中国石油大学(北京),在日本国立物质材料研究所(NIMS)从事了 2 年的博士后研究工作,2018 年入所工作至今。现任中国科学院力学研究所,非线性力学国家重点实验室,助理研究员。
      研究领域为钢铁的马氏体相变和金属的强韧化。钢铁的马氏体相变是一个古老的课题,从 2800 多年前兵器的淬火炼制,到今天各种高强钢的设计开发都离不开马氏体和马氏体相变。马氏体相变的科学研究自 1895 年显微观察开始到现在已经有一百多年的历史。然而,由于缺少关键实验结果,马氏体相变早期理论陷入了停滞,许多基本问题仍需澄清。其中之一就是马氏体相变的原子迁移过程,也即相变模型。为了澄清这一问题,上世纪 60、70 年代(1960-1970),国际著名材料学家 Morris Cohen, Gregory B. Olson, W.G. Burgers, 和 A. J. Bogers 给出了变形过程中面心立方(FCC)到密排六方(HCP)再到体心立方(BCC)的 BBOC 模型。而这一相变过程也是现在被广泛用作提高金属材料塑性 TRIP 效应(相变诱导塑性)的基础。
      相对于变形过程,淬火过程的马氏体相变是相关问题的起源,其原子迁移过程仍然困扰着研究者们。我们通过大量的实验得到了关键实验结果,从而给出了淬火过程马氏体相变的原子迁移路径,建立了相变模型;明确指出了淬火和变形过程中两条不同的相变路径。我们的工作将过去分散的知识联系在了一起,对钢铁马氏体相变给出了更合理的闭环理解。这对钢和其他合金的结构控制和性能调控都有重要的意义。相关工作正在审稿中。现已发表 SCI论文十几篇。
    吴 晗
    吴晗,1988 年 10 月出生,山东潍坊人,博士,中共党员。2010年本科毕业于天津大学船舶与海洋工程专业,2015 年 6 月力学所毕业并留所工作,任助理研究员。
    主要面向高速轨道交通等国家重大工程,长期从事高速轮轨列车以及磁悬浮列车的车轨耦合动力学、运动稳定性以及悬浮稳定性控制与优化研究。揭示了高速列车在气动载荷作用下的运动稳定性非线性特征,提出了高速磁浮列车临界速度概念,解决了气动条件下磁浮列车稳定性能无法有效评价的难题;提出了基于滑模控制的高速磁浮悬浮控制方法,可以有效抑制磁浮列车在气动作用下的振动;研制了高速磁浮气动-车-轨-控制耦合振动试验平台,实现了 600 公里速度级下磁浮列车各系统相互作用的实验能力,为高速磁浮列车的安全运行提供了理论基础与试验验证平台。
    主持国家自然科学基金 1 项、中科院先导专项 A 类子课题 1 项、中科院仪器设备研制项目 1 项、大型企业横向课题 3 项,以及开放课题等。参与中科院先导专项 B 类专项、国家重点研发计划、中科院信息化专项等多项重大任务。发表 SCI 论文 20 余篇,其中包括 Vehicle System Dynamics、Nonlinear Dynamics、Applied Mathematical Modelling 等著名期刊。
     王睿星
      王睿星,1989 年 8 月出生,博士,中共党员。2011 年本科毕业于北京航空航天大学,2017 年获北京航空航天大学固体力学博士学位,同年 9 月至今在中科院力学所工作。现任中科院流固耦合系统力学重点实验室,助理研究员。主要从事激光与物质的相互作用、流-热-固多场耦合数值计算、热结构分析与优化设计等方面的研究工作。
      激光武器反制高速导弹目标是未来空天战场中重要的作战场景。针对具有复杂多物理场(激光、温度场、流场、位移场等)耦合效应的激光毁伤效应定量化评估难题,建立了反映高速气流作用的典型靶材热力烧蚀模型,突破了含非规则移动边界的多材料结构流-热-固-化多场耦合数值分析方法,并通过激光与风洞联合实验对模型和算法进行了验证。为实现科研成果的有效转化,研制了能够应用于工程实际的激光毁伤效应定量化评估软件——“激光热力毁伤多场耦合分析软件 V1.0”,该软件已应用于海军研究院、中科院理化所等领域内总体单位。
      作为课题负责人先后承担了国家自然科学基金青年项目、激光破坏效应相关横向项目等多项科研课题,并作为骨干成员参与了军科委 H863 项目、国家自然科学基金重点项目、国防基础科研重点项目、军委装发部装备预研联合基金项目等研究。近 5 年以第一或通讯作者在 Applied Thermal Engineering , Energy, Aerospace Science and Technology, Applied Mathematical Modeling 等领域内重要学术期刊发表 SCI 论文 7 篇,EI 论文 1 篇,登记软件著作权 3 项。
    杜书恒
      杜书恒,2018 年毕业于北京大学获理学博士学位,同年 7 月加入中国科学院力学研究所。现任非线性力学国家重点实验室助理研究员,Natural Gas Industry B (NGIB) 期刊编委,International Journal of Mining Science and Technology (IJMST)、Advances in Geo-Energy Research (AGER)、《天然气工业》、《非常规油气》期刊青年编委。主持国家自然科学青年基金等课题多项,曾获中国石油学会和中国地球科学年会优秀论文奖、北京市和北京大学优秀毕业生等荣誉。
      研究领域为深地物理力学,研究方向包括非常规能源高效开发中的关键力学-地学交叉问题及其工程实践与应用。非常规能源是国家重大需求和能源安全最为根本的战略保障,如何实现该类能源的高效开发,成为力学、地学等领域迫切需要解决的“卡脖子”问题。针对上述关键科学问题,提出了非常规能源储层精准表征和深地页岩材料脆性评估及压裂缝优势延展方向判定的“伞式解构”方法,从元素(矿物)视角推动实现了较大尺度视域下深地页岩微观各向异性的定量解析;通过构建干酪根成烃演化模型,提出干酪根成烃上下限预测公式,成功应用于全球干酪根上、下限计算,为非常规油气勘探开发的顶层设计提供直接理论依据;建立了原位岩石力学、地应力、地质非均质属性模型,提出考虑地应力、岩石力学和地质学三大因素的页岩可压裂性评估的综合标尺,实现了压裂缝模拟从常规均质稳定延展向非常规非均质非稳定延展模型的跨越。相关工作发表在能源领域主流期刊 Energy、JPSE、Fuel、AAPG Bulletin、MPG、IJHE 上。
    黄仁芳
      黄仁芳,中国科学院力学研究所,助理研究员,中共党员。
      2018 年在清华大学获得博士学位;2016.1-2017.1 在美国明尼苏达大学进行联合培养;2018 年 7 月进入中科院力学所工作。高性能水下武器及水面航行器等是维护海洋权益、实现国家核心利益的重要工具。跨介质穿越自由面具有隐蔽突防的重要优势,但也给装备研制工作带来巨大的挑战。
      以高速跨介质重要工程型号研制为背景,开展了空化水动力学应用基础研究,主要工作包括:(1)提出了一种高精度的多相流固耦合数值模拟方法,满足了不同区域对计算精度和计算效率的要求,探索了物理信息融合的深度学习流场建模与优化方法,应用于某型号高速水面舰艇推进器自主研发;(2)研究了推进器内空泡非稳态演化规律及压力脉动特性,揭示了空化与涡旋相互影响机理,发现了空化体积二阶导数为推进器内空化诱导低频水压脉动激增的根源,为解决空化条件下流动分离、减振降噪提供了新思路;(3)获得了自由面影响下空泡流态相图及通气空泡形成机理,发展了近自由面升力线理论的修正模型,构建了通气空泡稳定准则。为了获得稳定流态,建立了切割自由面通气超空泡水翼设计方法,为研制新概念跨介质装备提供了支撑。
      相关工作在 Renewable Energy、Energy、Ocean Engineering、ASME Journal of FluidsEngineering 等领域重要期刊上发表论文 30 余篇,其中以第一(通讯)作者发表 SCI 论文 15 篇;授权国家发明专利 8 项,登记软件著作权 8 项。主持国家自然科学基金青年项目、装备预研基金、基础加强计划重点项目子课题、院重点实验室基金等多项课题。获得了教育部科学技术进步奖(推广类)二等奖、辽宁省铁岭市科学技术一等奖、第十二届全国水力机械及其系统学术会议“优秀论文奖”等奖项。
    郭雅悰
      郭雅悰,2013 年就读于中国科学院力学研究所,并于 2018 年获得博士学位。同年 7 月留所工作至今。现任中科院流固耦合系统力学重点实验室,助理研究员。
      致力于冲击动力学理论与试验技术、连接结构受冲击载荷作用的响应分析、材料动态力学性能、引信结构防护与减振等。“信号粘连”现象是侵彻弹引信计层识别过程中存在的重大不利因素,极易造成侵彻弹的完全或部分失效。利用冲击动力学原理阐释了我国侵彻弹引信在高强冲击作用下的响应机理,探究弹引连接结构的冲击失效机理。建立了典型螺纹连接结构受冲击外载下的载荷传递规律,给出冲击松动失效的临界载荷条件。同时,发展了一套基于剪切增稠材料的引信连接结构振动抑制及防护技术,大幅提高了我国侵彻引信的信号识别率。进一步提出剪切增稠材料的性能优化方法,以便固化工艺操作,评估该胶体材料的高频减振特性。上述研究获得国家自然科学基金、XX领域基金等纵向课题支持,并在结构冲击防护方面获批合作经费 2000 余万元。在相关领域已发表文章 4 篇,分别收录在 International Journal of Impact Engineering 和 Smart Materials and Structures,已获得授权专利 2 项
    王志英
      王志英,1989 年 2 月生,博士,中共党员。2019 年博士毕业于北京理工大学,同年进入中科院流固耦合系统力学重点实验室工作,现任助理研究员。
      海洋内航行器的高速化是现代海战装备发展的必然趋势,是水动力学的前沿研究课题。围绕复杂海洋环境下空泡流体动力学及其在水下兵器与水下发射等项目研制中的共性关键科学问题进行了系统深入研究。侧重研究了空泡内部流体的介质特征、空泡流动形态特征、动力特性、流动结构与减阻机理,以及空泡与湍流旋涡结构的相互作用。进一步考虑了复杂海洋环境,开展了强非线性自由表面效应下,航行体水下运动以及入水过程中空泡流动与动力特性的研究。主持国家自然科学基金青年项目、军科委基础加强子课题、装备预研共用技术领域基金快速支持项目等纵向项目。相关研究工作发表在 Phys. Rev. Fluids、Int. J. Multiphas. Flow、Exp. Therm. Fluid. Sci、Ocean Eng. 等本学科领域具有影响力的国际期刊上。
    曹高辉
      曹高辉,1992 年 6 月出生,博士,中共党员。2014 年在清华大学获得水利水电工程学士学位,2019 年获中国科学院力学研究所工程力学博士学位,同年进入力学所工作,现为中科院流固耦合系统力学重点实验室助理研究员。
      近年来,非常规能源的战略地位越来越重要,常规能源的研究框架在非常规能源中的适用性大大减弱。对于页岩气、致密油、页岩油等而言,纳米孔道中受限烃类的赋存及流动过程与常规油气藏迥异,固液作用强,非线性显著,尺度跨越大,带来了一系列跨尺度科学难题。这些难题,本质上来源于微观量子力学和宏观经典力学之间的关联研究目前还比较薄弱。在研究团队分子尺度及孔隙尺度模拟的基础上,开展了孔隙尺度到表征单元体尺度,再到连续介质尺度的跨尺度渗流研究,建立了页岩气跨尺度渗流力学模型。通过这一模型,结合扫描图像、渗流实验,表征了非达西渗流过程,明确了动态过程跨尺度相比静态参数跨尺度的重要性,给出了甲烷碳同位素分馏、气井“长尾”产气特征的科学解释。相关工作发表在 Energy,Fuel,SPE Journal 等能源及油气领域顶级期刊上。获得力学所“郭永怀奖”、“优秀党员奖”、“博士国家奖学金”以及“中国科学院院长奖”等奖项。
    李 鹏

      李鹏,2014 年就读于中国科学院力学研究所,于 2019 年获得博士学位,留所工作至今。现为中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室助理研究员。

      目前主要从事非常规油气开发中的多相流动问题研究。研究工作主要以开采深海天然气水合物为工程背景,重点研究含天然气水合物沉积物颗粒和海水的混合物在垂直管道中流动时包含传热传质的气液固多相流动过程。首先建立了含水合物沉积物颗粒在对流传热条件下的分解模型,得到了含水合物分解的多相流动的控制参数。其次,形成了气液固三相流动与水合物分解耦合的三维欧拉模型模拟方法。最终,分析了水合物分解和多相流动之间的耦合运动规律,探索了管道内多相流动的流型变化及相应的流动稳定性条件,并定量描述了管道内水合物颗粒的分解平衡高度及总的产气量变化。相关工作以第一作者或通讯作者在 Chemical Engineering Science、Energy & Fuels、Journal of Natural Gas Science and Engineering、Water 等期刊上发表。

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