Fluids - from daily life to the Universe

发布者:发布时间:2015-10-26浏览次数:1052

10月22日晚,书院驻楼导师、信息科学与技术学院刘晓培助理教授在本科生宿舍一楼活动空间开设了题为“Fluids - from daily life to the Universe”的研讨课。

刘教授首先解释了流体的概念、定义和形成,列举了自然界中的各种的流体,由此来说明流体在生活中的重要性。随后初步讲解流体力学,并引用Navier和Stoke的流体运动方程组和Ludwig Prandtl提出的Boundary layer theory 来数字化流体力学。但是为了使研讨课变得更为有趣,刘教授并没有深入讲解流体力学,而是着重对流体的分类进行了讲解。

刘教授用了三种不同的方法对流体进行了分类。第一种分类依据可压缩性,分为compressible fluid和incompressible fluid,并通过一张F-22产生气流的图片来进行讲解。第二种分类依据速度,分为Subsonic flow、Transonic flow、Supersonic flow和Hypersonic flow。第三种分类依据气体分子的混乱程度,其中一大类是Turbulent flow,而Turbulent flow是少数至今仍未被解决的物理问题,并用爱因斯坦的例子增加了研讨课的趣味性。

接下来刘教授讲解了计算机对研究流体问题的贡献,并因此出现了Computational fluids dynamics这一分支。随后介绍了几种Computational Methods for fluids并列举了一系列图片来解释飞机周围的flow simulation。刘教授指出了一般计算机对于流体分析的一些问题,诸如存储、计算速度、精度等,由此介绍了美国TITAN、中国TIANHE二号这两台超级计算机和更高端的GPU来解决这些问题。之后刘教授把话题转向了“流体动力在生活中的一些应用”。诸如汽车、建筑、爆炸学、天气预报、高速列车等都与流体力学密不可分,并且还引出了Blood simulation over human body这个正在研究的项目来激发学生们的兴趣,引起了同学们的格外关注。


最后的提问环节,同学们对课上不理解的东西进行积极提问,刘教授也一一解答,为这次研讨课画上了一个圆满的句号。通过这堂研讨课,同学们对流体有初步认识,了解了各种对流体的研究和科研项目,也激发了对流体的学习兴趣。相信会有越来越多的同学跻身于流体的研究当中。