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姓名: 苏彩虹
性别:
英文名: Su Caihong
人才称号:
职称: 教授,博士生导师
职务: 高速空气动力学研究室副主任 专业: 流体力学
所在机构: 机械学院力学系 个人主页:
邮箱: su_ch@tju.edu.cn 办公地点: 天津大学力学系,300072
传真: 办公电话: 022-27405022
主要学历: 1999-2003 天津大学工程力学专业 本科
2003-2005 天津大学流体力学专业 硕士
2005-2008 天津大学流体力学专业 博士

主要学术经历: 2018.7-今,天津大学机械学院空气动力学研究室,教授
2018.3-2018.6天津大学机械学院空气动力学研究室,副教授
2012.7-2018.2 ,天津大学力学系, 副教授;
2008.10-2012.6, 天津大学力学系,讲师;
2015.1-2016.1,英国剑桥大学应用数学与理论物理系,访问学者。

主要研究方向: 与高超声速飞行器边界层转捩机理及转捩预测有关的科学问题;
航空领域有关的边界层转捩预测及层流化问题;
气动光学和气动声学领域的有关问题。

主要讲授课程: 目前主讲的课程有:
流体力学;张量分析与场论;临近空间飞行器空气动力学新问题(天津大学自然科学通识课程)
曾讲授:工程流体力学;流动稳定性(研究生);可压缩流体的直接数值模拟方法(研究生);气体动力学;材料力学。

主要学术兼职: 中国力学学会流体力学专业委员会委员,湍流与稳定性专业组副组长,中国力学学会青年工作委员会委员。
《气体物理》编委,SCI学术期刊《Sci. China Phys. Mech. Astron》,《Applied Mathematics and Mechanics》,美国航空航天学会《AIAA Journal》等学术期刊审稿人。

主要学术成就: 一、主要学术成果介绍:
以国家航天的重大科学问题为牵引,长期从事与高超声速流动稳定性和转捩有关科学问题的研究,近年来还在气动声学、气动光学方面开展研究工作。具体研究方向和内容有:
1. 高超声速转捩预测方法的研究
国际上原有的转捩预测方法主要针对低速流动(如大飞机),在高超声速边界层的转捩预测上结果很不理想。主要原因是,低速流有大量实验数据可用于标定若干经验常数,而高超声速则实验数据很少。因此,高超声速边界层转捩预测需要对其机理有更深入的了解。
在参与某国防973项目时,曾在转捩预测方法上,对原有的半经验方法做出了实质上的改进。在用于某一问题上时,得到了很好的结果。航天十一院总师、该国防973项目首席科学家沈清对其评价是“通过这项创新的工作,首次解决了传统e-N方法不能用于圆锥高超声速边界层转捩预测的难题”。还对以线性稳定性理论为基础的转捩预测方法的几个有关方面,研究阐明了其物理内涵。以上相关成果已写入2015年出版的专著——《高超声速边界层转捩机理与转捩预测》中。
目前主要开展三个方面的研究:(1)高超声速边界层的感受性研究;(2)横流转捩的机理研究;(3)边界层转捩控制方面的研究。
2. 航空领域有关的边界层转捩预测及层流化问题
参与商飞上海飞机设计研究院牵头的工信部民机项目。主要针对宽体客机翼吊短舱开展研究,目的是通过短舱表面层流化减小摩擦阻力,降低宽体客机的总阻力,提高其经济性。在本项目中,将转捩预测方法应用于工程复杂问题中,与采用多块并行计算的流体力学软件相结合,评价短舱设计方案的层流化特性。
3. 与气动声学和气动光学有关的研究
(1)降低航空发动机的噪声是国际上关注的一个热点问题。从科学上探讨了航空发动机尾缘采用波纹型设计的可能降噪机理。
(2)高超声速导弹的光学窗口需要用喷流冷却技术使其不会由于气动热而烧坏。但喷流有可能引起不利的气动光学效应,降低窗口的光学性能。从喷流流动失稳而产生的大扰动是气动光学效应的主要根原这一角度出发,分析影响失稳的因素,提出了改善光学效应的办法,论证了其技术上的合理性和可行性。本研究是国内外第一个将光学效应和流动稳定性结合的工作。航天二院从事高超声速导弹光学窗口设计的负责同志张庆兵曾专程来我校了解这一成果。

二、获奖:
1. 全国百篇优秀博士论文提名奖(导师周恒院士),天津市百篇优博论文;
2. 高超声速边界层转捩预测的成果获《气体物理》2009年度唯一一篇杰出论文奖(评审会有四位流体力学学科院士(张涵信、俞鸿儒、崔尔杰、李家春)参加);
3. 入选天津大学北洋学者青年骨干教师计划;
4. 与周恒院士等合作出版学术专著一部,该专著涵盖了转捩预测机理和方法方面的最新成果,且80%以上是原创性成果;
5. 2012年天津市高校教师基本功竞赛工科组一等奖;
6. 2016年全国气动声学学会会议优秀论文奖。
7.中国空气动力学科学技术二等奖,排名第7

三、邀请报告:
2021.7 航天三院,北京,高超声速边界层的感受性与转捩预测;
2021.5 湍流和流动稳定性专题研讨会,上海
2020.12 湍流与复杂系统国家重点实验室和非线性国家重点实验室2020联合学术年会邀请报告,北京大学
2020.8 高超声速边界层转捩预测中的两个关键科学问题,绵阳
2019.10中国流动稳定性与转捩研究40年:成就、机遇和挑战研讨会,高超声速三维边界层横流转捩机理的研究
2019.9 全国力学博士生论坛流体力学分会场邀请报告,北京大学
2018.10 “湍流结构的生成与时空演化”青年科学家论坛,长沙
2018.4 香港科技大学机械与航空工程系,Stability and aero-optical analyses of high-speed flow over an optical window with film cooling.
2017.6 航天二院,光学窗口气膜冷却中的气动光学效应;
2017.5 第十届全国流体力学青年研讨会,天津,从稳定性的角度看气动声学和气动光学问题;
2017.3 清华大学航空航天学院,北京,高速流中的转捩预测及光学窗口的气动光学问题;
2016.11 西北工业大学航空学院,西安,高超声速层流-湍流边界层的转捩预测;
2016.6 中国空气动力学研究与发展中心,绵阳,发动机裙边尾缘噪声抑制机理;
2015.12 Waves group meeting, Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics, Cambridge University, Progress report: The mechanism of noise reduction on trailing edge with serrations.
2015.4 Waves group meeting, Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics, Cambridge University, Improvements of the transition prediction methods based on linear stability theory.
2014.5中科院应用数学与理论物理研究所,北京,以线性理论为基础的超及高超声速边界层的转捩预测;
2013.8 An International Workshop on “Hydrodynamic Instability and Laminar-Turbulent Transition: Progress and Challenges”, Tianjin, Improvements of the e-N method for transition prediction of super/hypersonic boundary layers.
2013.7 北京航空航天大学,Transition prediction of super/hypersonic boundary layers based on linear stability theory.
2013.5 第八届全国流体力学青年研讨会,上海,线性理论用于转捩预测时的两个问题及其物理内涵;
2012.7 An International Workshop on “Hydrodynamic Instability and Laminar-Turbulent Transition: Progress and Challenges”,

主要科研项目: 1.有关高超声速边界层转捩研究的装备研发项目,315万,2019-2023,负责人;
2.自然科学基金面上项目,高超声速感受性问题的研究,62万,2021-2024,负责人;
2.自然科学基金面上项目,高超声速横流转捩机理研究,63万,2019-2022,负责人;
3.工信部民用发动机短舱层流化项目,30万,2018-2021,子课题负责人;
4.自然科学基金面上项目,高超声速边界层自然转捩中的感受性研究,80万,已结题,负责人;
5.自然科学青年科学基金项目,使转捩预测的e-N方法从半经验方法变得更理性化的研究,20万元,已结题,负责人;
6.部委预研基金,25万,已结题,验收为优秀,负责人;
7.重大研发计划重点基金,转捩关键科学问题的研究,400万,2020-2023,第一参与人;
8.自然科学基金重点项目,与超声速/高超声速飞行器有关的边界层转捩预测方法及湍流计算的研究,300万元,已结题,主要参与人;
9.国家973项目,飞行器典型流场转捩和湍流结构的数值研究,450万元,已结题,主要参与人。

代表性论著: 1.周恒, 苏彩虹, 张永明. 《超声速/高超声速边界层的转捩机理及预测》, 科学出版社, 2015.3.
2.Wan B B, Su C H, Chen J Q. Receptivity of a Hypersonic Blunt Cone: Role of Disturbances in Entropy Layer. AIAA Journal, 2020, 58(9): 4047-4054. (国际航空航天领域顶级期刊)
3.苏彩虹. 高超声速边界层转捩预测中的关键科学问题———感受性、扰动演化及转捩判据研究进展.空气动力学学报, 2020, 38(2): 335-367.(国内空气动力学领域知名期刊)
4.苏彩虹*, 宋明真. 超声速边界层中的模态转换及壁温影响效应. 空气动力学学报, 2020,38(6):1056-1063.
5.Su C H. Aero-optical analysis of a film-cooled optical window based on linear stability analysis. AIAA J, 2019, 57(7): 2840-2850.
6.韩宇峰, 马绍贤, 苏彩虹*. 高超声速三维边界层横流转捩的数值研究. 空气动力学学报, 2019, 37(4): 522-529.
7.苏彩虹. 发动机外罩波纹形尾缘降噪机理初探. 空气动力学学报, 2018, 36(3): 410-416.
8.Wan B B, Luo J S, Su C H*, Response of a hypersonic blunt cone boundary layer to slow acoustic wave with assessment of various routes of receptivity, Appl. Math. Mech., 2018, 39(11): 1643-1660.
9.Su C H*, Geng J L. Interaction of weak free-stream disturbance with an oblique shock: validation of the shock-capturing method. Appl. Math. Mech., 2017, 38(11): 1601-1612.
10.Su C H. Physical implication of two problems in transition prediction of boundary layers based on linear stability theory. Sci. China Phys. Mech. Astron., 2014, 57(5): 950-962.
11.Su C H. The reliability of the improved e-N method for the transition prediction of boundary layers on a flat plate. Sci. China Phys. Mech. Astron., 2012, 55(5): 837-843.
12.Su C H*, Zhou H. Transition prediction of the supersonic boundary layer on a cone under the consideration of receptivity to slow acoustic waves. Sci. China Phys. Mech. Astron., 2011, 54(10): 1875-1882.
13.Su C H, Zhou H*. The variation of transition location in response to the variation of the amplitudes of initial disturbances. Sci. China Phys. Mech. Astron., 2010, 53(6): 1109-1115.
14.Su C H, Zhou H*. Transition prediction of a hypersonic boundary layer over a cone at small angle of attack-with the improvement of e-N method. Sci. China Ser. G-Phys. Mech. Astron., 2009, 52(1): 115-123.
15.Su C H, Zhou H*. Transition prediction for supersonic and hypersonic boundary layers on a cone with angle of attack. Sci. China Ser. G-Phys. Mech. Astron., 2009, 52(8): 1223-1232.

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