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加拿大卡尔加里大学Abdulmajeed A. Mohamad教授来我校作学术讲座


发布时间:[2023-05-29]   点击数:

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应我校欢迎来到公赌船jcjc710包成老师邀请,5月23日至26日,加拿大卡尔加里大学Abdulmajeed A. Mohamad教授分六讲先后在科技楼903和学术报告厅进行了题为“Introduction to Lattice Boltzmann Method(LBM)”和“Research on Thermal Science and Engineering”的系列学术讲座。来自热科学与能源工程等相关专业的教师和学生参加了本次系列学术讲座。

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Abdulmajeed A. Mohamad教授是传热传质和数值传热等领域的著名专家,于美国普渡大学获得机械工程学院博士学位,也是美国机械工程师协会(ASME)Fellow和国际传热传质中心执行科学理事会成员,还是多个传热传质领域国际会议的大会创始人,多次受邀做特邀报告,Mohamad教授在专业领域发表论文350余篇,他作为国际研究格子-玻尔兹曼方法(LBM)的专家,著有“Lattice Boltzmann Method Fundamentals and Engineering Applications with Computer Codes”一书,该书受到海内外LBM研究者的广泛关注,被中国LBM研究者亲切地称为“小红书”。

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格子-玻尔兹曼方法(LBM)作为一种介观模拟方法,相较于计算流体动力学(CFD)中有限体积法等传统宏观模拟方法,具有易于编程实现、易于并行计算的优势,使得LBM日渐成为工程热物理数值计算领域的热门分支之一。在本次系列学术讲座中,Mohamad教授着重和大家分享了关于LBM的研究,他介绍了介观尺度LBM方法的优势、应用LBM求解二维热扩散方程的方法、LBM常用的边界条件、LBM中的MRT方法、LBM解决多项流动的方法等方面的研究。

在交流互动环节,参会的教师和学生依次向Mohamad教授提出自己的疑问,或是关于学科的具体问题或是对未来发展方向的探讨,Mohamad教授一一给出了自己的答复,也提醒同学们不要急功近利,把握好当下,努力前行。最后,教授用几句格言结束了此次系列学术讲座——“我们分析问题的方式取决于我们看待问题的方式”、“在你孜孜不倦前进时,请不要忘记背后默默支持你的人。”

Abdulmajeed A. Mohamad教授系列学术讲座内容回顾:

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第一讲的题目为“Simplicity Embedded in Complexity, Lattice Boltzmann Method”。首先回顾了三种尺度常用的三种模拟方法,分子动力学、LBM及NS方程对应的宏观求解方法,包含有限差分、有限容积等方法。对比了上述方法的优劣后,着重介绍了介观尺度LBM方法的优势。

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第二讲的题目为“Introduction to Statistical Mechanics and LBM”。首先,Mohamad教授为我们介绍了统计力学中的一些基本概念,比如相空间、分布函数、Maxwell Boltzmann 分布函数、Boltzmann输运方程等。接着,介绍了LBM的基本过程,即碰撞和迁移过程,介绍了平衡函数的表达式及方程中的作用力源项。最后,结合LBM的理论框架,进一步阐释了LBM的优势。

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第三讲的题目为“Diffusion Equation”。首先,Mohamad教授以二维的热扩散问题为例,介绍了控制方程的无量纲化。接着,应用LBM模拟了半无限平板的一维导热问题,对比了LBM和传统有限体积法结果的误差。最后,讲解了应用LBM求解二维热扩散方程的方法。

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第四讲的题目为“Advection Diffusion and NS Equations”。首先,Mohamad教授介绍了Advection及Advection- Diffusion两类问题的物理图景。接着,应用LBM求解了Advection- Diffusion物理问题的方程,讲解了LBM求解问题的几类应用场景,如多孔介质中的燃烧问题、等温不可压缩流体流动。最后,介绍了LBM常用的边界条件。

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第五讲的题目为“Isothermal, Non-Isothermal,Special Problems”。首先,Mohamad教授介绍了高雷诺数下运动粘度较小导致的稳定性问题。接着,介绍了LBM中的MRT方法。最后,应用MRT方法求解了顶盖驱动流及二维通道内充分发展流动问题。

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第六讲的题目为“Multi-Phase Flows Shan Chen Model”。首先,Mohamad教授介绍了多相流动的基本物理问题。接着,介绍了LBM中解决多项流动的几种方法,包括“Color-gradient”、“Pseudo-potential” 、“free energy”及“Interface tracking”等方法。最后,应用了最为方便的Shan Chen (SC)模型求解多相流动问题。

 


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