谢毅超, 张路, 丁广裕, 陈鑫, 郗恒东, 夏克青. 热湍流研究的新十年: 从聚焦传统到延伸拓展. 力学进展, 2023, 53(1): 1-47
热湍流作为一种典型的湍流现象,广泛存在于自然界和工程应用中,深刻地影响着气候与天气、地磁场的形成与演化、工程中的传热与传质等重要问题。Rayleigh-Bénard(RB)湍流便是从上述众多现象中抽象出来的经典模型。在该系统中,大尺度湍流结构、边界层和羽流相互作用,实现高效的热输运。揭示湍流结构的时空演化规律、不同结构之间的作用机理,对理解热湍流热输运机制至关重要,也是调控湍流输运效率的基础,因而具有重要的科学意义和应用价值。
本文首先对热湍流领域近十年来的研究进展进行了回顾,综述了湍流结构时空演化规律、输运特性、湍流调控和热湍流在其他领域的拓展这四个方面的最新成果,阐述了湍流结构对传热效率的调控机理。针对热湍流在其他领域的拓展,着重介绍了与地球物理和天体物理相关的旋转热湍流、水平对流和涉及相变的两相对流等系统的研究进展,阐释了在RB湍流中所得到的有关湍流结构调控输运规律的普适机制是如何用于理解拓展热湍流系统的相关现象。
热湍流研究已经从经典的RB湍流拓展到了旋转热湍流、水平对流、磁热湍流等与地球物理和天体物理密切相关的研究领域,并取得了丰富的研究成果。我们期待未来的研究能够从湍流结构调控湍流输运效率这一主旨出发,为不同类型的扩展热湍流系统的输运机理提供统一的理解;其次是在更加接近地球和其他天体中发生的热湍流参数区间内开展相关研究,以期揭示热湍流的新机理,明确其在地磁场演化、气候变化、磁约束核聚变堆包层等与生产生活密切相关的应用中所发挥的重要作用。
谢毅超,西安交通大学航天航空学院副教授、博士生导师。2010-2016在香港中文大学分别获得硕士学位和博士学位,2019年11月入职西安交通大学。主要研究领域为磁流体热湍流结构演化与输运、热湍流和高聚物湍流。主持国家自然科学基金委《湍流结构的生成演化及作用机理》重大研究计划培育项目、青年科学基金和中央高校基本科研业务费等项目。在《Journal of Fluid Mechanics》 (7篇),《Physical Review Letters》 (2篇) 和《力学进展》等期刊发表论文13篇。
《力学进展》创刊于1971年,是由中国科学院主管,中国科学院力学研究所和中国力学学会联合主办的综合性学术期刊,重点刊登力学领域的高水平综述性文章。目前期刊已被EI,Scopus,CSCD等数据库收录,中国学术期刊影响因子年报最新数据,期刊综合影响因子为2.13,在国内力学期刊中位居第一。
从2021年开始,《力学进展》改为季刊发行,期刊栏目包括:
1. 研究综述:发表综述与评论性的稿件,撰稿人实际深入从事所评述专题的研究工作;
2. 研究通讯:快速简要的报道具有原创性、新颖性的科研成果;
3. 前沿聚焦:对近期国内外亮点的单项研究工作进行简要总结和评论;
4. 展望/观点:发表对某研究领域的研究背景、最新发展、潜在价值等的观点和见解;
5. 动态资讯:介绍国内外重要科技信息、科研项目进展、重要会议及学术活动等最新资讯;
6. 力学界:该栏目介绍国内外重要力学人物、力学机构等情况;
7. 译文:该栏目发表翻译国外高水平力学及相关学科的经典文献。
微信号 | lxjz_2021
邮 箱 | lxjz@cstam.org.cn
网 址 | lxjz.cstam.org.cn