2023年11月21日下午，受中国科学院大学工程科学学院（简称“国科大工学院”）邀请，华中科技大学郭照立教授、中国科学技术大学丁航教授于雁栖湖校区教一楼115教室为全校师生分别作了题为《多尺度流动及输运问题的离散统一气体动理学格式》和《基于切割网格策略的清晰界面流动模拟方法发展及应用》的科学前沿讲座。工学院姚朝晖教授和副院长倪明玖教授分别主持上述两场精彩报告，师生七十余人到场聆听。
报告1——多尺度流动及输运问题的离散统一气体动理学格式
本次工学院科学前沿系列讲座的第一场报告是由郭照立教授带来的《多尺度流动及输运问题的离散统一气体动理学格式》。
首先，郭老师介绍到多尺度流动现象广泛存在于微纳制造、航空航天和温室气体封存等领域，但时空尺度跨度大且不同尺度上的流动物理机制差异大的原因导致对多尺度流动进行物理建模和数值模拟具有很大挑战。郭老师回顾了基于N-S方程的CFD方法和直接模拟Monte-Carlo等粒子方法的局限性，并介绍了他提出的离散统一气体动理学格式（DUGKS）。
随后，郭老师介绍了DUGKS方法的构建原理和数值特性，DUGKS方法基于介观动理学理论，通过特征解实现网格界面分布函数的重构，从而具有适用任意网格、保持统一性、数值耗散低等特殊属性。进而着重介绍了DUGKS方法在若干典型复杂流动问题包括低马赫数不可压湍流、高马赫数可压缩流动、两相流、多孔介质流动和微纳尺度流动上的应用。
最后，郭老师介绍了DUGKS方法在热辐射、声子传热、中子电子传输等多尺度输运问题中的拓展应用，对本次报告进行了总结并对DUGKS方法的未来发展进行了展望。
报告2——基于切割网格策略的清晰界面流动模拟方法发展及应用
本次讲座的第二场报告是由丁航教授带来的《基于切割网格策略的清晰界面流动模拟方法发展及应用》。
首先，丁老师介绍到界面流动涉及水面生物推进、物体入水、石油开采等自然界和工业应用中的一些重要过程，也是流体力学的关键基础问题。不同性质的界面流动会带来质量、能量、动量的不同耦合特性以及显著的界面流动现象差异，因此发展高效的界面流动数值方法和界面模型十分困难。
随后，丁老师重点介绍了他基于切割网格策略，发展的清晰界面流动模拟方法。在该方法中，level set方法用于表征界面，切割网格策略用于动态网格生成和重构，从而具有高精度界面间断条件、高质量网格单元、界面流动守恒计算的优势。进而介绍了该方法的控制方程及离散和界面间断条件。
最后，丁老师介绍了该方法在可压缩、不可压缩多相界面流动与流固耦合界面中的一些应用案例，通过大量算例验证了该数值方法的有效性和鲁棒性；并进行了总结与展望。
在互动交流环节中，现场师生对郭照立教授和丁航教授的精彩讲座表示感谢并纷纷提问，两位嘉宾和现场师生进行了积极充分的学术交流并耐心细致地解答了大家的问题，大家在交流中获益匪浅，相信此次讲座对大家今后的科研工作将会有很大帮助。
图：马佳慧
文：王豪
审核：马佳慧
