能源与动力工程学院学术报告——非定常层流边界层以及湍流现象

题    目：非定常层流边界层以及湍流现象

主讲人：孙博华研究员

时   间：2026年4月16 日星期四下午3:00-5:00

地   点：第一教学楼1A321会议室

主讲人简介：

孙博华，南非科学院院士(2010年入选并得到中组部贺函祝贺)、中国科学院北京纳米能源与系统研究所资深研究员。1989年获得兰州大学理学博士学位。曾前后在清华大学、荷兰得尔福特大学、德国鲁尔大学（洪堡学者）、南非开普敦大学、暨南大学、西安建筑科技大学工作，2018年底回国前任南非开普半岛技术大学机械工程系终身正教授。编著《量纲分析与 Lie 群》、《Toroidal Shells》、译著《普朗特传》等。代表性成果有：(1)通过引入相似变换成功解决L.Prandtl（普朗特）1904年提出的非定常层流边界层问题，并对平面流动首次获得用Kummer（库玛）函数表示的环壳轴对称弯曲精确解;(2)提出Newton引力场中三体和多体的二类广义开普勒周期律(被比利时物理学家Claude Semay称为“孙博华猜想”）;(3)首次获得用Heun(赫恩)函数表示的环壳轴对称弯曲精确解；(4)用热力学理论回答了钱伟长对胡海昌广义变分原理的质疑；(5)用方向量纲分析方法首次获得多米诺骨牌效应传播速度的普适标度律，即传播速度正比于多米诺骨牌间距的幂次律(v~λ^(1/2));(6)与陈难先院士一起利用数论的MÖbius反演构造了一种Boltzmann方程的新展开模式;(7)用量纲分析获得蒲公英气动摩阻正比于雷诺数的幂次律(Drag~Re^(-2/3))和终端速度正比于蒲公英重量的3/4幂次律(u~(mg)^{3/4})。他的二个成果被National Science Review报道，并分别被中国科学英文版和Chinese Physics B发专文评论。2010年入选清华大学博士后杰出校友。现兼任北京大学客座教授、南非Stellenbosch大学的Extraordinary Professor、Transport Phenomena 创刊编委、高等教育出版社《力学基础与工程技术前沿》丛书主编、Physics of Fluids编委会的顾问、江苏应用力学中心学术委员会主任(中国矿业大学)。《基础科学与交叉系列研讨会》(x-Sciences)发起人。

报告摘要:

Navier-Stokes方程的求解是科学难题，为了简化Navier-Stokes方程使其可以被求解，德国著名学者L. Prandtl (普朗特)于1904年提出了流体力学边界层概1904年提出了流体力学边界层概念，把流体分成二个区，靠近固体壁面附近的薄薄一层考虑粘性影响，即边界层，而在边界层之外把流动看成无粘的理想流体，边界层概念极大地简化了 Navier-Stokes方程，但是导出的非定常层流边界层方程，一直没有得到很好的解决。报告将回顾一百二十载对此问题的艰难探索历程，介绍作者通过引入一个特别的相似变换解决这个问题的故事；并对湍流现象，指出由于流体运动的速度梯度比较大，本构方程中的速度梯度的二次项不能省略而需要保留，提出了推导流体运动基本方程的新思维。