專家信息：

李新亮，男，中國科學院力學研究所高溫氣體動力學國家重點實驗室研究員，博士生導師。 

教育及工作經歷：

1990.08-1994.07，吉林大學數學系, 學士，應用力學。

1994.08-1997.07，吉林大學數學研究所, 碩士, 流體力學。

1997.08 --2000.07，中國科學院力學研究所，博士 , 流體力學。

2000.08-2002.07，清華大學工程力學系, 博士后, 流體力學。

2002.08-至今，中國科學院力學研究所, 工作，流體力學。

2005.08-2007.08，日本東京工業大學, JSPS特別研究員。

2009.08，研究員。

2011.07，博士生導師。

學術兼職及社會任職：

1. 中國空氣動力學會物理氣體動力學專業委員會 副主任委員。

2. 計算物理學會常務理事。

3. 中國空氣動力學會計算流體力學專業委員會委員。

4. 力學學會計算流體力學專業組組員。

5. 北京大學湍流與復雜系統研究國家重點實驗室客座教授。

6. 中科院超級計算用戶委員會委員。

7. “十二五”中科院信息化專題用戶組成員。

8. 《計算物理》編委。

9. 《中國物理快報》特邀評審。

10. 國際知名雜志“Computers & Fluids”的地區編委。 

主講課程：

計算流體力學 

培養研究生情況：

已指導學生

周瑩 碩士研究生 080103-流體力學

冷巖 碩士研究生 080103-流體力學

何志偉 博士研究生 080103-流體力學

陳小平 博士研究生 080103-流體力學

現指導學生

康健 碩士研究生 080103-流體力學

朱興坤 碩士研究生 080103-流體力學

李理 博士研究生 080103-流體力學

陳哲 博士研究生 080103-流體力學

周浩 碩士研究生 080104-工程力學

王子梁 碩士研究生 080103-流體力學

招聘情況：

急需人才加盟，歡迎報考本人的研究生（提供較好待遇）

招生專業

流體力學

計算機軟件與理論

招生方向

流體力學

高性能計算 

研究方向：

1. 計算流體力學

2. 可壓縮湍流與轉捩

3. 飛行器空氣動力學

承擔科研項目情況：

他承擔了自然科學基金、“973”“863”等課題以及國防專項等一系列科研項目。

資料更新中……

科研成果：

1. 2000年，多尺度復雜流體的直接數值模擬 ，獲中國科學院自然科學二等獎（第3完成人）。

2. 2000年，可壓縮湍流直接數值模擬，二等獎，部委級。

3. 2013年，高精度CFD軟件開發及可壓縮湍流直接數值模擬，獲最佳應用獎。

4. 參與開發的大型飛機流場萬核級數值模擬軟件獲得了2013年度“陜西省國防科技進步一等獎”（獲獎項目：“面向大型飛機設計的萬核級流場數值模擬軟件研制”，李新亮為第三獲獎人）。

5. 面向應用中的強勁需求，在CFD算法、模型及軟件方面投入十多年的研究，開發了一套開源的計算流體力學軟件Open CFD。該軟件包含了有限差分及有限體積兩個求解器。

6. 李新亮及其團隊在CFD算法，特別是在高精度激波捕捉格式方面取得了豐富的研究成果，先后開發了優化保單調差分格式、加權群速度控制格式等一系列高精度激波捕捉方法。與國際上流行的高精度方法相比，這些方法在尺度分辨率及計算效率方面具有突出表現。

7. 利用自主開發軟件結合大規模并行計算，采用直接數值模擬（DNS）手段進行了深入研究。直接數值模擬是采用密集的計算網格計算出湍流全部尺度流動細節。該方法不依賴湍流模型，因而可以準確地計算湍流，且可以給出湍流的全部信息。是研究湍流機理、實現控制及及建立和改進湍流模型的有效手段。

8. 面向飛行器可壓縮湍流的難題，李新亮及其團隊先后對可壓縮槽道、平板、鈍錐、壓縮折角、激波—湍流邊界層干擾等復雜問題進行了直接數值模擬研究。在此基礎上建立了可壓縮湍流數據庫，該湍流數據庫為湍流機理及湍流模型研究奠定了條件。到目前為止，該湍流數據庫為國內外多個科研小組提供了研究可壓縮湍流的第一手數據。

出版專著：

1 傅德薰;馬延文;李新亮;王強 《可壓縮湍流直接數值模擬》 科學出版社 

代表性英文論文：

1 Xinliang LI, Yanwen MA, Dexun Fu. 2000, DNS of Incompressible turbulent channel flow with upwind scheme on non-uniform meshes. Computational Fluid Dynamics JOURNAL

2 Li Xinliang, Ma Yanwen, Fu Dexun. DNS and scaling law analysis of compressible turbulent channel flow. Science in China另見: 李新亮，馬延文，傅德薰�？蓧嚎s槽道湍流的直接數值模擬及標度律分析。中國科學

3 Li Xinliang, Fu Dexun, Ma Yanwen. Direct numerical simulation of compressible isotropic turbulence. Science in China 另見: 李新亮，傅德薰，馬延文。可壓縮均勻各向同性湍流的直接數值模擬。中國科學

4 Fu Dexun, Ma Yanwen, Li Xinliang, and Liu Mingyu, Compact difference approximation with consistent boundary condition, Progress in Natural Science

5 Li Xinliang, Fu Dexun, Ma Yanwen. Direct numerical simulation of passive scalar in decaying compressible turbulence, Science in China 另見:李新亮 傅德薰 馬延文�？蓧核�減湍流中被動標量場的直接數值模擬及譜分析，中國科學

6 Linbo Zhang, Shiyi Chen, Xinliang LI et al. Some Numerical Results on the Domestic Made Teracluster LSSC—II. SCIENCE IN CHINA SERIES A-MATHEMATICS

7 Ma Yanwen, Gao Hui, Fu Dexun and Li Xinliang, Difference Scheme on Non-Uniform Mesh and Their Application, Progress in Natural Science,

8 Li Xinliang, Fu Dexun, and Ma Yanwen. DNS of compressible turbulent boundary layer over a blunt wedge. Science in China Ser.另見: 李新亮，傅德薰，馬延文。可壓縮鈍楔邊界層轉捩到湍流的直接數值模擬。 中國科學

9 Xinliang LI, Dexun Fu, and Yanwen Ma. Optimized group velocity control scheme and DNS of decaying compressible turbulence of relative high turbulent Mach number. International Journal for Numerical Methods in Fluids,

10 Gao Hui, Fu Dexun, Ma Yanwen, Li Xinliang, Direct numerical simulation of supersonic boundary layer, Chinese Physics Letters

11 Li Xinliang, Fu Dexun and Ma Yanwen, Direct Numerical Simulation of a Spatially Evolving Supersonic Turbulent Boundary Layer at Ma = 6, Chinese Phys. Lett.

12 ZHOU Ying, LI Xin-Liang, FU De-Xun, MA Yan-Wen Coherent structures in the transition of a flat-plate boundary layer at Ma=0.7， Chinese Physics Letters

13 Fu Dexun, Ma Yanwen, Li Xinliang, Direct numerical simulation of three-dimensional Richtmyer-Mechkov instability, Chinese Physics Letters,

14 Li Xinliang, Fu Dexun and Ma Yanwen. DNS of compressible turbulent boundary layer around a sharp cone , Science in China另見：李新亮，傅德薰，馬延文�？蓧嚎s尖錐邊界層轉捩的直接數值模擬，中國科學

15 Xinliang LI, Katsumi Hashimoto, Yasuhiro Tominaga, Mamoru Tanahashi and Toshio Miyauchi. Numerical study of heat transfer mechanism in turbulent supercritical CO2 channel flow. Journal of Thermal Science and Technology

16 Xinliang LI, Dexun Fu and Yanwen Ma，Direct numerical simulation of hypersonic boundary-layer transition over a blunt cone， AIAA Journal,

17 Zhang YD, Fu DX, Ma YW and Li XL, Receptivity to free-stream disturbance waves for hypersonic flow over a blunt cone, Science in China G另見：張玉東，傅德薰，馬延文，李新亮。鈍錐高超聲速邊界層來流感受性數值研究。中國科學

18 Xian Liang, Xinliang LI, Dexun Fu and Yanwen Ma, Complex Transition of Double –Diffusive Convection in a Rectangular Enclosure with Height-to-Length Ratio Equal to 4: Part I, COMMUNICATIONS IN COMPUTATIONAL PHYSICS

19 LI Xin-Liang, FU De-Xun, MA Yan-Wen and GAO Hui, Acoustic Calculation for Supersonic Turbulent Boundary Layer Flow, CHIN. PHYS. LETT

20 Xian Liang , Xinliang LI , Dexun Fu and Yanwen Ma, Effect of wall temperature on boundary layer stability over a blunt cone at Mach 7.99, Computers & Fluids

21 Xinliang LI, Dexun Fu and Yanwen Ma, Direct numerical simulation of hypersonic boundary layer transition over a blunt cone with a small angle of attack, Physics of Fluids

22 Xinliang LI, Dexun Fu，Yanwen Ma, Xian Liang, Direct Numerical Simulation of Shock/Turbulent Boundary Layer Interaction in a Supersonic Compression Ramp， Science China： Physics, Mechanics & Astronomy, 另見： 李新亮，傅德薰，馬延文，梁賢，壓縮折角激波-湍流邊界層干擾直接數值模擬，中國科學

23 Xinliang LI, Dexun Fu, Yanwen Ma and Xian Liang, Direct numerical simulation of compressible turbulent flows. Acta Mechanica Sinica

24 Zhiwei He, Xinliang LI, Dexun Fu and Yanwen Ma, Monotonicity-preserving Upwind Compact Difference Schemes, Science in China G, (已錄用，待發表)

代表性中文論文：

1 高超聲速湍流直接數值模擬技術 優先出版 李新亮 航空學報 2014/10/31

2 捕捉激波的群速度控制方法 李新亮; 傅德薰; 馬延文 空氣動力學學報 2014/10/15

3 Hermite WENO DG/FV混合算法的研究與應用 孫陽; 李新亮; 艾曉輝 第八屆全國流體力學學術會議論文摘要集 2014/9/18

4 基于螺旋度的亞格子模型的提出與推廣 于長平; 李新亮 第八屆全國流體力學學術會議論文摘要集 2014/9/18

5 可壓縮Rayleigh-Taylor不穩定性及湍流混合的直接數值模擬 田保林; 張又升; 李新亮 第八屆全國流體力學學術會議論文摘要集 2014/9/18

6 基于特征波方法的可壓縮瑞利-泰勒流動無反射邊界條件 張又升; 田包林; 何志偉; 李新亮 第八屆全國流體力學學術會議論文摘要集 2014/9/18

7 離散空間直接建模的計算流體力學方法 徐昆; 李啟兵; 黎作武 中國科學:物理學 力學 天文學 2014/5/20

8 高精度氣體動理學格式與湍流模擬 李啟兵; 符松 中國科學:物理學 力學 天文學 2014/3/20

9 基于GPU的隱式算法與方案研究 李雪松; 顧春偉 工程熱物理學報 2013/11/15

10 并行WENO格式在三維定常粘性流體計算中的應用 葉欽巴圖; 胡曉東; 張鑒; 陸忠華; 李新亮 科研信息化技術與應用 2013/9/20

11 高超聲速小鈍度球錐邊界層轉捩的攻角效應的直接數值模擬 梁賢; 李新亮 中國力學大會——2013論文摘要集 2013/8/19

12 超音速壓縮拐角平均速度剖面的定量理論 吳斌; 鄒鴻岳; 胡延超; 陳曦; 畢衛濤; 李新亮; 佘振蘇 中國力學大會——2013論文摘要集 2013/8/19

13 超聲速燃燒室隔離段壁面熱流的分析 陳小平; 李新亮; 竇華書 中國力學大會——2013論文摘要集 2013/8/19

14 保墑增的高階人工黏性法 李理; 李新亮 中國力學大會——2013論文摘要集 2013/8/19

15 入射激波-湍流邊界層干擾的直接數值模擬 李新亮; 何志偉; 梁賢 中國力學大會——2013論文摘要集 2013/8/19

16 流向肋條平板邊界層湍流減阻研究 陳哲; 李新亮; 李理 中國力學大會——2013論文摘要集 2013/8/19

17 參考焓值法在高速槽道湍流中的修正 陳小平; 李新亮; 仲峰泉 力學學報 2013/7/18

18 比熵增概念及其在湍流模型中的應用 趙瑞; 閻超; 李新亮; 蔣海軍 空氣動力學學報 2013/6/15

19 基于GPU的多重網格Navier-Stokes解算器并行優化方法研究 劉冰; 陸忠華; 李新亮; 胡曉東 科研信息化技術與應用 2013/5/20

20 超/高超聲速邊界層湍流的馬赫數壁溫效應 梁賢; 李新亮 高超聲速專題研討會暨第五屆全國高超聲速科學技術會議論文集 2012/11/12

21 高超聲速化學非平衡湍流直接數值模擬 陳小平; 李新亮; 樊菁 第七屆全國流體力學學術會議論文摘要集 2012/11/12

22 超/高超聲速邊界層湍流的馬赫數壁溫效應 梁賢; 李新亮 第七屆全國流體力學學術會議論文摘要集 2012/11/12

23 加力燃油泵隔舌空化機理及抑制方法研究 薛梅新 清華大學 2012/5/1

24 Mach8的平板可壓縮湍流邊界層直接數值模擬及分析 梁賢; 李新亮; 傅德薰; 馬延文 中國科學:物理學 力學 天文學 2012/3/20

25 基于直接數值模擬的可壓縮湍流模型評估和改進 李新亮; 傅德薰; 馬延文 力學學報 2012/3/18

26 高超聲速高溫槽道湍流摩阻/熱流分析 陳小平; 李新亮; 樊菁 第四屆高超聲速科技學術會議會議日程及摘要集 2011/12/6

27 優化的保單調差分格式及激波/湍流邊界層干擾的直接數值模擬 李新亮; 冷巖; 何志偉 第四屆高超聲速科技學術會議會議日程及摘要集 2011/12/6

28 壁溫影響的高超聲速湍流邊界層特征 梁賢; 李新亮; 傅德薰; 馬延文 第四屆高超聲速科技學術會議會議日程及摘要集 2011/12/6

29 變比熱真實氣體效應的高超聲速槽道湍流直接數值模擬 陳小平; 李新亮; 樊菁 中國科學:物理學 力學 天文學 2011/8/20

30 萬核級可擴展CFD軟件及應用 優先出版 梁賢; 李新亮; 傅德薰; 馬延文 華中科技大學學報(自然科學版) 2011/6/17

31 基于OpenCL的并行方腔流加速性能分析 李森; 李新亮; 王龍; 陸忠華; 遲學斌 計算機應用研究 2011/4/15

32 GPU上計算流體力學的加速 董廷星; 李新亮; 李森; 遲學斌 計算機系統應用 2011/1/15

33 數值攝動算法及其CFD格式 高智 力學進展 2010/11/25

34 基于直接數值模擬的超/高超聲速湍流模型評估與改進 李新亮; 傅德薰; 馬延文 第三屆高超聲速科技學術會議會議文集 2010/10/26

35 對流擴散方程的絕對穩定高階中心差分格式 高智 力學學報 2010/9/18

36 壓縮折角激波-湍流邊界層干擾直接數值模擬 李新亮; 傅德薰; 馬延文; 梁賢 中國科學:物理學 力學 天文學 2010/6/20

37 高精度計算流體力學軟件Hoam-OpenCFD開發 李新亮; 傅德薰; 馬延文; 梁賢 科研信息化技術與應用 2010/5/20 0:00

38 對流擴散方程的三階迎風格式的數值攝動高精度重構 楊滿葉; 舒適; 李明軍 水動力學研究與進展A輯 2010/5/15

39 預處理方法與大渦模擬工程應用 李雪松; 徐建中; 顧春偉 中國科學(G輯:物理學 力學 天文學) 2009/1/20

40 鈍錐高超聲速邊界層來流感受性數值研究 張玉東; 傅德薰; 馬延文; 李新亮 中國科學(G輯:物理學 力學 天文學) 2008/9/15

41 壁溫對高超音速鈍錐邊界層穩定性的影響 梁賢; 李新亮; 傅德薰; 馬延文 第五屆全國青年計算物理學術交流會論文摘要 2008/7/1

42 2007年全國流體力學青年研討會成功召開 陳海昕; 于彥澤; 孟慶國 空氣動力學學報 2008/3/15

43 可壓縮尖錐邊界層湍流的直接數值模擬 李新亮; 傅德薰; 馬延文 中國科學(G輯:物理學 力學 天文學) 2008/1/15

44 高精度非定常激波裝配法 張玉東; 傅德薰; 馬延文; 李新亮 計算物理 2007/9/25

45 可壓縮邊界層湍流的直接數值模擬 李新亮; 傅德薰; 馬延文; 周瑩 大型飛機關鍵技術高層論壇暨中國航空學會2007年學術年會論文集 2007/9/1

46 三峽葛洲壩通航水流數值模擬及航運調度系統研究 姚仕明 清華大學 2006/10/1

47 槽道內可吸入顆粒物近壁運動的直接數值模擬 李光輝 清華大學 2005/5/1

48 迎風緊致格式求解Hamilton-Jacobi方程 田保林; 傅德薰; 馬延文; 李新亮 計算物理 2005/3/25

49 可壓縮鈍楔邊界層轉捩到湍流的直接數值模擬 李新亮; 傅德薰; 馬延文 中國科學G輯:物理學、力學、天文學 2004/8/20

50 利用流體運動大小尺度方程組計算二維槽道湍流 申義慶; 楊國偉; 高智 計算流體力學研究進展——第十二屆全國計算流體力學會議論文集 2004/8/1

51 可吸入顆粒物近壁運動的直接數值模擬 由長福; 李光輝; 祁海鷹; 徐旭常 工程熱物理學報 2004/3/10

52 8階群速度控制格式及其應用 李新亮; 傅德薰; 馬延文 力學學報 2004/1/19 0:00

53 可壓衰減湍流中被動標量場的直接數值模擬及譜分析 李新亮; 傅德薰; 馬延文 中國科學G輯:物理學、力學、天文學 2003/8/15

54 含被動標量場的可壓衰減湍流的直接數值模擬及分析 李新亮; 傅德薰; 馬延文 2003空氣動力學前沿研究論文集 2003/6/30

55 湍流的直接數值模擬及可壓縮效應 傅德薰; 馬延文 2003空氣動力學前沿研究論文集 2003/6/30

56 2002年度非線性力學國家重點實驗室學術年會簡介 趙亞溥 力學進展 2003/5/25

57 三維直葉柵非定常流動的并行計算研究 張志斌; 李新亮; 沈孟育 航空動力學報 2003/4/30

58 一個基于非均勻網格上的二階基本無振蕩差分格式　 申義慶; 高智 力學學報 2003/3/19

59 平面壓氣機葉柵非定常流動的數值研究 張志斌; 李新亮; 沈孟育 清華大學學報(自然科學版) 2003/2/28

60 可壓縮衰減湍流的直接數值模擬 李新亮; 傅德薰; 馬延文 計算流體力學研究進展——第十一屆全國計算流體力學會議論文集 2002/9/1

61 可壓縮均勻各向同性湍流的直接數值模擬 李新亮; 傅德薰; 馬延文 中國科學(A輯) 2002/8/20

62 迎風緊致格式的混淆誤差分析及其同譜方法的比較 李新亮; 馬延文; 傅德薰 計算物理 2002/7/20

63 二維槽道湍流的標度律分析 李新亮; 馬延文; 傅德薰 力學學報 2002/7/19

64 不可壓N-S方程高效算法及二維槽道湍流分析 李新亮; 馬延文; 傅德薰 力學學報 2001/9/19

65 剪切湍流的數值模擬及可壓縮效應 傅德薰; 馬延文; 李新亮; 王強 自然、工業與流動——第六屆全國流體力學學術會議論文集 2001/4/1

66 可壓槽道湍流的直接數值模擬及標度律分析 李新亮; 馬延文; 傅德薰 中國科學(A輯) 2001/2/20

67 非均勻網格三點四階緊致差分格式 于欣 第十屆全國計算流體力學會議論文集 2000/9/1

榮譽獎勵：

1. 2000年，多尺度復雜流體的直接數值模擬 ，獲中國科學院自然科學二等獎（第3完成人）。

2. 2000年，可壓縮湍流直接數值模擬，獲二等獎，部委級。

3. 2013年，獲中國科學院超級計算應用獎 。

4. 2013年，獲陜西省國防科技進步一等獎 。

 

 

 

第八屆全國流體力學青年研討會召開

第八屆全國流體力學青年研討會于2013年5月18－19日在上海大學召開，本屆會議由中國空氣動力學會、國家自然科學基金委員會數學物理科學部和中國力學學會聯合主辦、上海大學上海市應用數學和力學研究所承辦。來自全國23家單位（高�；蚩蒲性核�）的11位特邀代表、35位青年代表、20余位列席代表和研究生參加這次盛會。

5月18日上午，隆重而簡短的開幕式在上海大學寶山校區樂乎新樓2號樓學海廳舉行。開幕式由會務組負責人盧東強研究員主持。開幕式上，中國空氣動力學會副理事長、清華大學任玉新教授首先致開幕詞，并轉達了中國空氣動力學會理事長鄧小剛教授的祝賀。接著，上海大學副校長葉志明教授致歡迎辭。葉校長首先歡迎各位與會代表的到來，并簡要介紹了上海大學概況及我校流體力學（國家重點學科）的發展，強調了研討會自由平等了氛圍的重要性。隨后，國家自然科學基金委員會數學物理科學部張攀峰教授致辭。張教授簡要介紹了研討會的概況，強調了基金委對青年人才成長的重視，并轉達了數學物理科學部領導的問候。最后，上海大學上海市應用數學和力學研究所所長、中國力學學會副理事長周哲瑋教授致辭，并做了題為“重大工程中的關鍵力學問題調研方案”簡短的主旨報告。參加開幕式的重要來賓還有原中國力學學會副理事長、上海大學終身教授戴世強先生，中國力學學會副理事長、北京大學佘振蘇教授，上海應用技術學院副校長劉宇陸教授、中國力學學會流體力學專業委員會副主任委員、上海交通大學劉樺教授，中國空氣動力研究與發展中心張來平研究員、上海大學理學院執行院長翁培奮教授。

隨后，會議組織了5個大會特邀報告和35個青年代表報告。18日上午的四場特邀報告分別是：佘振蘇（北京大學）的“真實湍流系統的基礎研究前景”，張來平（中國空氣動力研究與發展中心）的“動態混合網格生成技術及非定常計算方法研究與應用”，李新亮（中國科學院力學研究所）的“高精度數值方法與可壓縮湍流直接數值模擬研究”，胡國輝（上海大學）的“納米孔和電潤濕 ——微納米系統的流動特征”，19日上午的一場特邀報告是吳錘結（大連理工大學）的“消除尾渦－歷時24年的追求及其啟示”。這些報告為反映了近期流體力學學科的一些前緣熱點問題，為流體力學青年工作者的成長引領方向，鼓勵更多的青年人才在科學研究的道路上開拓前進、勇攀高峰。

會上，35位在流體力學領域脫穎而出、具有突出發展潛力的優秀青年工作者（40歲以下）分別報告了近年來各自領域的研究進展和研究設想。35位青年代表來自21家單位，平均年齡35.6歲，其中女性6位，老代表17位，新代表18位。18日晚上，與會代表們樂乎新樓2號樓思源廳舉行了自由討論會，議題主要圍繞研討會的辦會模式、學會和基金委在人才培養、學科交叉中的作用、以及年青人如何面向國際學術前沿并結合國家重大需求等熱點。

全國流體力學青年研討會，旨在促進流體力學青年工作者之間的學術交流與合作，探討流體力學在新時期的關鍵科學問題。在莊逢甘、張涵信、周恒、崔爾杰、吳有生、李家春等院士和前輩的直接關心和大力支持下，自1998年首屆會議在杭州召開以來，該研討會相繼在無錫（2001）、西安（2003）、綿陽（2005）、哈爾濱（2007）、杭州（2009）、南京（2011）、上海（2013）等地成功舉辦，目前已成為我國流體力學青年工作者學術交流的重要平臺。

會議結束后，與會代表紛紛表示，本屆會議取得圓滿成功，并對上海大學優質的會務服務、美麗的校園景色留下深刻的印象。

來源：上海市應用數學和力學研究所 2013/5/22

 

大規模高精度CFD軟件開發取得進展

力學所高溫氣體動力學國家重點實驗室李新亮研究員在大規模高精度計算流體力學軟件開發方面取得新的進展。

在2013年8月15日至19日召開的第三屆中國科學院超級計算應用大會上，李新亮研究員完成的《高精度CFD軟件開發及可壓縮湍流直接數值模擬》獲最佳應用獎。中國科學院超級計算應用獎旨在鼓勵高性能計算技術在科研領域的應用，促進我院乃至我國高性能計算應用水平的提升。今年為首次評選，共選出3項最佳應用獎和1項杰出用戶獎。

此外，李新亮研究員參與開發的大型飛機流場萬核級數值模擬軟件獲得了2013年度“陜西省國防科技進步一等獎”（獲獎項目：“面向大型飛機設計的萬核級流場數值模擬軟件研制”，李新亮為第三獲獎人）。該獲獎項目為中國航空工業第一飛機設計研究院（原603所）牽頭，聯合中科院網絡中心、中科院力學所、中航計算所（631所），旨在開發一套面向大型飛機流場計算的大規模并行CFD軟件。該軟件包含三個核心求解器，其中的大規模高精度差分求解器由力學所開發。

中國科學院超級計算應用獎

陜西省國防科技進步一等獎

來源：中國科學院力學研究所 2013-09-12

 

投身計算流體力學

——訪中國科學院力學所研究員李新亮

 

李新亮畢業于吉林大學數學系力學專業，并于2000年在中國科學院力學研究所流體力學專業獲得博士學位，隨后在清華大學工程力學系做博士后。2002年博士后出站后，李新亮一直在中國科學院力學研究所工作。

在這里，他投身于計算流體力學的研究及教學中，并對湍流這一百年難題進行了深入探索。

致力于計算流體力學軟件開發

計算流體力學（Computational Fluid Dynamics，CFD），是采用數值計算的方法研究流動問題的一門學科。該學科在工程及科研中發揮了重要作用，尤其是航空航天領域。

飛機、導彈等飛行器設計中需要解決大量的空氣動力學問題，早期主要依賴風洞試驗，隨著計算流體力學及超級計算機的產生及發展，采用數值計算的方法解決這些氣動問題成為可能，這就是計算流體力學（CFD）。如今，CFD已在飛行器設計中發揮巨大的作用，很多飛行器設計僅需要少量風洞試驗即可完成定型。CFD計算需對軟件需求強勁，目前國際上已經有了很多較為成熟的商業CFD軟件，而像波音公司這樣的大型企業也有自己的內部CFD軟件。與國外比，我國在CFD軟件開發及推廣方面仍有一定差距。

面向應用中的強勁需求，李新亮在CFD算法、模型及軟件方面投入十多年的研究，開發了一套開源的計算流體力學軟件Open CFD。該軟件包含了有限差分及有限體積兩個求解器。

有限差分求解器的最大特點是具有非常高的精度，最高精度可達十階。該軟的差分庫包含了其自行開發的多種高精度差分格式，以及目前流行的高精度差分格式。主要用于直接數值模擬及大渦模擬等復雜流動的機理研究。有限體積求解器采用多塊結構網格，集成了目前常用的數值方法及湍流模型，可用于像整架飛機這樣的復雜外形流動的數值模擬。

該軟件的另外一個特點是，具有很強的并行可擴展性。測試結果顯示，該軟件在常規CPU體系上實現了五萬余CPU核心的高性能并行計算；而使用眾核系統測試時，并行規模達到近百萬CPU核心。該軟件獲得了中科院網絡中心2011年度的“計算規模獎”和2013年度“最佳應用獎”。

該軟件向國內外開放源代碼，二維代碼可在流體中文網下載（http://www.cfluid.com/bbs/forumdisplay.php?fid=2），目前下載量達到上萬余次。三維代碼也被國內外20多家單位使用。

專注CFD研究和教學

李新亮及其團隊在CFD算法，特別是在高精度激波捕捉格式方面取得了豐富的研究成果，先后開發了優化保單調差分格式、加權群速度控制格式等一系列高精度激波捕捉方法。與國際上流行的高精度方法相比，這些方法在尺度分辨率及計算效率方面具有突出表現。

李新亮的精力不僅花在科研上，在教學方面，他更是以自己的一言一行深深影響周圍的每一位學生，他教導學生就像一個農民侍弄自己的莊稼一樣，用愛心，用耐心，教他們為學、為人。

愛因斯坦曾說，對一切來說，只有興趣才是最好的老師。興趣的培養和激發是老師的責任和義務。在這方面，李新亮很用心。每年春季，他在力學所開設計算流體力學的課程，總是吸引了周圍高校和研究所的很多學生前來旁聽，外校聽課學生的比例甚至超過了本單位的學生。他的課件和錄像在“流體中文網”等網站被下載上萬次，成為學習《計算流體力學》的主流課件。

探索湍流百年難題

湍流是流體的一種多尺度復雜運動狀態，自然界和工程中的流動多為湍流狀態。湍流是自然科學中的百年難題。到目前為止，湍流的形成、發展機理及其數學模型仍未完全明確，該問題的研究一直是流通力學的學科前沿。飛機、導彈等飛行器設計過程中，無論是氣動外形還是發動機設計都會遇到大量與湍流（包括轉捩）有關的問題。這些湍流問題是飛行器設計中的“卡脖子”問題，也是工程關注的重點問題。

面向湍流難題，李新亮利用自主開發軟件結合大規模并行計算，采用直接數值模擬（DNS）手段進行了深入研究。直接數值模擬是采用密集的計算網格計算出湍流全部尺度流動細節。該方法不依賴湍流模型，因而可以準確地計算湍流，且可以給出湍流的全部信息。是研究湍流機理、實現控制及及建立和改進湍流模型的有效手段。由于湍流的多尺度性，分辨湍流的全部細節需要非常密度的計算網格（網格點數動輒數億，甚至更多）因而計算量非常巨大，對計算資源及計算軟件要求苛刻。而飛行器湍流屬于可壓縮湍流、包含了湍流與激波等多種復雜因素，其直接數值模擬難度更大。國際上該流動的DNS研究也是近20年內的事情。

面向飛行器可壓縮湍流的難題，李新亮及其團隊先后對可壓縮槽道、平板、鈍錐、壓縮折角、激波—湍流邊界層干擾等復雜問題進行了直接數值模擬研究。在此基礎上建立了可壓縮湍流數據庫，該湍流數據庫為湍流機理及湍流模型研究奠定了條件。到目前為止，該湍流數據庫為國內外多個科研小組提供了研究可壓縮湍流的第一手數據。

鈍錐體是火箭及導彈等高速飛行器的典型頭部外形，其轉捩位置及轉捩機理在航天領域倍受關注。直接數值模擬（DNS）是研究該問題的有效手段，但由于計算復雜，國際上尚沒有高超聲速有攻角鈍錐邊界層湍流DNS結果報道。面向國家需求，李新亮團隊開展了來流馬赫數6小攻角球鈍錐邊界層轉捩到湍流的直接數值模擬，得到了整個鈍錐邊界層轉捩過程的全部流場。發現了小攻角情況下，高速鈍錐表面上的轉捩位置呈現出非單調曲線分布。在此之前，尚沒有高超音速鈍錐邊界層湍流直接數值模擬（DNS）的公開報道，該結果是首個公開報道的高速鈍錐邊界層湍流DNS算例。該研究為認識小攻角高速鈍錐轉的捩機理提供了有力依據。

在求索中創新，收獲中進步

科學研究是探求未知的工作，貴在求索創新。在投注大量科研精力的領域中，李新亮一路耕耘一路收獲。他承擔了自然科學基金、“973”“863”等課題以及國防專項等一系列科研項目。獲得2000年度中國科學院自然科學獎二等獎、2013年陜西省國防科技進步一等獎等獎項。

除了收獲這些榮譽，他還在多項社會活動中發揮所長�，F在，李新亮兼任中國空氣動力學會物理力學專業委員會副主任委員，中科院超級計算用戶委員會委員，“十二五”中科院信息化專題用戶組成員，計算物理學會常務理事，《計算物理》雜志編委等眾多職務。目前還擔任國際知名雜志“Computers & Fluids”的地區編委。

透過這一串串閃光的足跡，人們不難看出李新亮對科研的不懈追求。正因為有無數青年科學家的執著與追求，才會有中國科技的春天。

來源：科學中國人 2014年第2期