4月25日 孙树瑜教授学术报告

发布时间:2023-04-20

报告题目：无条件能量稳定求解Navier-Stokes-Cahn-Hilliard方程的颗粒方法

主讲人：孙树瑜，沙特阿卜杜拉国王科技大学教授

报告时间：2023年4月25日14:00-15:00

报告地点：实验室312会议室（东校区）

主持：谭志军教授

摘要：

       由于拉格朗日对流处理的优势，颗粒方法，特别是平滑颗粒流体动力学 (SPH) 方法，已成为一种流行的求解复杂流体流动的无网格策略。这项工作提出并实施了一种新的平滑颗粒流体动力学 (SPH) 方法，用于由 Navier-Stokes-Cahn-Hilliard (NSCH) 方程系统建模的不可压缩两相流体流动。新的 SPH 方法不仅是解耦和线性的，而且是无条件能量稳定的。据我们所知，我们的工作是第一个为 NSCH 系统提出解耦、线性和无条件能量稳定的 SPH 方法。对于 Navier-Stokes 方程，我们应用算子分裂法将动量方程分解为分别涉及非压力项和压力项的方程。算子分裂法背后的想法是将计算简化为几个线性步骤，同时仍然保持无条件的能量稳定性。对于 Navier-Stokes 方程和 Cahn-Hilliard 方程的耦合，提出了一种开创性的能量稳定算子分裂策略，以构建一种新颖、无条件稳定但高效的平滑颗粒流体动力学离散化，它仅包括线性子步骤。我们证明我们的 SPH 方法继承了从 PDE 级别到 ODE 级别，然后到完全离散级别的质量、动量守恒和能量耗散特性。因此，理想情况下，它还有助于提高数值方法的稳定性。这种能量稳定的 SPH 方法还可以在不使用任何颗粒移动策略的情况下减轻拉伸不稳定性。我们进行了数值实验以证明所提出的能量稳定 SPH 方法的性能，并在数值上验证了质量和动量守恒的继承性和能量耗散特性。数值结果还表明我们的方法很好地捕捉了界面行为和能量变化过程。

主讲人简介：

       孙树瑜教授于2009年作为创校教授之一加入了沙特阿卜杜拉国王科技大学（KAUST），现任该校计算传递现象研究实验室负责人，应用与计算数学系教授，地球科学系教授，和石油工程系教授。他先后是美国Clemson大学，美国Nevada大学（Las Vegas），西安交通大学，中国地质大学（武汉），中国石油大学（北京），中国石油大学（青岛）等多所学校的兼职教授。他于2003年在美国德州奥斯汀大学获得计算与应用数学博士学位，于1997年在天津大学获得化学工程专业博士学位。孙教授主持创立了国际多孔介质学会（InterPore）沙特分会并当选首届主席，现为InterPore Rosette获得者，同时是Sigma Xi, Tau Beta Pi, Gamma Beta Phi, 和Phi Kappa Phi等国际名誉协会的终身会员。孙教授作为首席科学家/项目负责人共承担了20余个科研项目，同时也同其他多位科研人员合作完成大量科研项目，共承担科研经费超过一千四百万美元，经费来源包括中国自然科学基金，中国国家863计划，加拿大CMG基金委员会，沙特自然科学基金，沙特阿美石油公司以及阿卜杜拉国王科技大学科研基金委员会等资助机构。孙教授迄今共发表330多篇SCI文章，总引用量达到8420余次，H-index为45，共有四篇文章入选ESI高被引。他目前是Journal of Computational Physics (JCP)，Computational Geoscience和Gas Science and Engineering等期刊的编委，也曾担任 CMAME, JCP 和 Applied Energy 等国际知名期刊的执行客座编辑。