2025年12月25日下午，中国科学院大学工程科学学院（简称“国科大工学院”）邀请大连理工大学力学与航空航天学院吴锤结教授，于雁栖湖校区教1-306教室为全校研究生带来一场题为“从湍流数值模拟到新计算流体力学”的学术讲座。本次讲座由工学院余永亮教授主持，全校师生四十余人聆听了本次讲座。
讲座伊始，吴锤结教授系统回顾了湍流研究的历史脉络，指出湍流数值模拟建模理论研究历史中存在的问题——模型的封闭性。吴教授首先介绍了湍流研究的四大支柱——理论、实验、计算和数学，并着重分析了计算模拟中常用的RANS（雷诺平均）、LES（大涡模拟）和DES（分离涡模拟）等方法。吴教授用“先有鸡还是先有蛋”的比喻，生动阐释了湍流封闭性问题的本质是一个需要迭代求解来克服的数值问题，而非纯理论难题。
然后，吴教授重磅介绍了其团队与齐进博士合作提出的新方法——低维动力系统多尺度模拟方法（LMS）。该方法将湍流场分解为大、中、小三个尺度，并采用了全新的求解思路。不同于传统方法，LMS方法通过迭代求解包含中小尺度关联项的大尺度方程，以及一个基于时空耦合最优低维动力系统的中尺度方程，从而同时获得大尺度平均场、物理意义明确的中尺度流场和完整的湍流近似解。吴教授强调，这种方法真正反映了湍流的多尺度相互作用机制。
接着，讲座进入对湍流更深层次数学之源的探索。吴教授提出了一个鲜明观点：“解决问题靠物理，搞透物理靠数学”。他提出，数学判据相较于传统的流动稳定性判据，对于湍流的产生和演化更为敏感、更早、也更基础。他介绍的“时空耦合最优基”方法，能够用极低的维度捕捉非线性系统的本质特征，这为理解湍流的时空复杂性提供了全新的数学工具。他还提出，验证湍流模型和湍流直接数值模拟结果时，要采用正确的粗粒化定量比对方法。
最后，吴教授将视野从湍流模拟拓展至整个计算流体力学（CFD）领域。他指出，LMS方法的核心思想可以用于减小“有限截断方程误差”，这可以拓展到除流体力学之外的声学、电磁学等领域的数值模拟。
吴教授通过生动形象的比喻，鼓励同学们多多思考问题，在持续的好奇心驱动下开展更具创造性的研究。
报告结束后，现场多位师生与吴锤结教授进行了积极充分的学术交流，吴教授对现场师生的提问一一进行了细致地解答，互动交流过程气氛活跃。同学们聆听了这样一场精彩的学术讲座，相信同学们必将获益匪浅。
文字：闫孟阳
图片：王钟震
审核：余永亮
