報告時間：9月13日15:00-15:45
　　報告地點：仰儀北樓222
　　報告人：許愛國教授 北京應用物理與計算數學研究所研究員；北京大學工學院兼職教授；中國工程物理研究院力學與工程學科物理力學專家組成員，博士生導師；南京理工大學兼職博士生導師；中國交叉科學學會常務理事；鄧稼先創新研究中心學術委員會委員；全國統計物理與復雜系統會議學術委員會委員；中國力學大會2017學術委員會委員；《中國科學：物理 力學 天文學》“多尺度復雜系統物理建模與模擬”專輯客座編輯。1998年6月于中國工程物理研究院研究生院獲博士學位，導師為陳式剛院士；1998年7月- 2006年4月，先后工作于北京師范大學、韓國首爾大學、意大利巴里大學、日本京都大學。目前主要研究方向為：復雜介質動態響應過程中的微細觀結構與非平衡行為研究。主要建模與模擬工具包括DBM、LBM、物質點、位錯動力學、分子動力學等。
　　摘要： 物理建模與算法設計是數值實驗研究中缺一不可的兩個環節。物理建模層面的誤差是無法通過算法精度提高來彌補的。本報告從物理學角度思考各種不同尺度、不同粗粒化程度物理建模之間的區別與互補。宏觀流動層面的非平衡(HNE, Hydrodynamic Non-Equilibrium) 通常使用對應質量守恒、動量守恒和能量守恒的流體動力學方程組(Hydrodynamic equations)來描述。流體動力學模型的物理精度在很大程度上取決于本構關系的合理程度。非線性本構關系動理學機理的理解要求研究與宏觀流動關系最密切的熱動非平衡(TNE, Thermodynamic Non-Equilibrium)行為。
　　（1）從數學建模角度來看，離散Boltzmann模型(DBM, Discrete Boltzmann Model)與傳統流體模型的典型差異就是使用離散Boltzmann方程取代原來的Navier-Stokes(NS)方程；但從物理建模角度來看，這一取代是有“增益”的：一個DBM相當于一個連續流體模型外加一個相關熱動非平衡行為的粗粒化模型；該連續流體模型可以是也可以超越NS。　　
　　（2）在非平衡復雜流動過程描述方面，DBM具有一定程度的跨尺度自適應性；在編程方面，DBM比連續介質模型的離散求解要方便。
　　（3）通過DBM，可以方便地研究復雜流動過程中引起熵增的主要機制及其相對重要性。
　　（4）DBM所提供的非平衡行為特征已經用于目標區域真實分布函數主要特征的恢復、系統內各種不同界面的物理甄別與追蹤技術設計、相變動理學過程中劃分“亞穩相分解”和“相疇融合增長”兩個階段的物理判據，用于區別普通流體與等離子體中的激波，協助理解流體界面不穩定性中的各類關聯與可壓效應，等等。
　　（5）除了更準確地刻畫復雜流動過程中的非平衡行為特征，DBM所獲認識可以直接推動相應物理系統宏觀模型的改進。

計測學院
2017年9月11日