湍流仍然是物理学、应用数学和流体力学学科的一个主要研究领域，100多年来，且一直代表流体力学的前沿研究方向，这是由于如果湍流问题解决了，就会解决一大片研究领域的问题。湍流是在流体力学学科所有方面具有共性的重要课题。
5 t% t6 N2 w/ d: N' b$ ?
6 c% c* d2 }+ Z: q) W: _比如，如果你是做超音速流动、飞行器设计、多相流动、传热、燃烧、叶轮机械、大气湍流、海洋湍流，天体物理，等方向的基础研究或技术研发的工作，对基本不可压缩流动的湍流还没有弄清楚，所做的基础或研发工作，有可能是不可靠的，仍有改进空间。如果把基本不可压缩流动的湍流的最新的更精确的研究成果（比如本文最后建议（2）里所讲的最新内容），应用和扩展到这些具体的领域，就会对研究课题得到更深刻的理解、能够更精确地改进设计和提高性能。
5 V8 {. X/ q# y7 I" ~湍流的研究方向分支及主要代表人物，目前想到的部分如下：$ z& C w9 y$ y& G+ D& j d
1. 湍流的统计力学：Taylor, von Karman, Kolmogorov, Obukhov, Monin, Yaglom, Heisenburg, Weizsacker, Lin CC, Chandrasekhar, Onsager, Liepmann, Batchelor, Townsend, Kraichnan, OM Phillips, Orszag, U Frisch, Sreenivasan. _0 w( I, x; [' w; I
2. 湍流的非线性动力学：Landau, Hopf, Lorenz, Ruelle and Takens, Pomeau and Manneville, Feigenbaum, Smale, Eckhardt, G Haller.
$ B( \3 X6 s) b5 L1 Y" z3. 湍流的结构测量：Prandtl, von Karman, Kovasznay, Klebanoff, Liepmann, Corrsin, Kline, Brown and Roshko, Cantwell, Willmarth, Narasimha, Blackwelder, Brodkey, Tiederman, Wygnanski, Adrian, Kachanov, Comte-Bellot, Nishioka, Antonia, Hussain, Alfredsson, Gad-El-Hak, Jovanovic, Smits, Marusic, Mullin, J Katz, J Eaton, F Durst, Kitoh, JC Vassilicos.
3 }: @) _+ Y( Y% j+ Z5 Q% x ?4. 湍流的modelling：Boussinasq, Prandtl, von Karman, PY Chou, Leray, Launder and Spalding, Jones, Hanjalic, Menter, Orszag, Spalart, Rodi, Perry, Marusic.+ v$ E" [- S+ S1 t! A
5. 湍流的数值模拟：Richardson, Lumley, Smagorinsky, Lilly, Orszag, Kleiser, Jameson, M Gaster, Moin, Piomelli, MA Leschziner, John Kim, Moser, FT Smith, Trefethen, Jimenez, Meneveau, Henningson, SK Lele, C Bailly, WK George, Sirovich, Rist and Fasel, Durbin, Eckhardt, Kerswell, Orlandi, Pirozzoli, McKoen, Schlatter.8 c/ Y+ O/ i# j3 ^7 T
6. 流动稳定性理论：Rayleigh, Orr-Sommerfeld, Heisenburg, Tollmien, Schlichting, Landau, Lin CC, S Chandrasekhar, Stuart, A Davey, Orszag, Herbert, Reshotko, Saric.! `3 E, H' I: e; b
7. 湍流转捩研究：Reynolds, Dryden, Schubauer, Skramstad, Emmons, Klebanoff, Kovasznay, Patel, Tumin, Wygnanski, MV Morkovin, Saric, Reshotko, Mullin, Kachanov, Nishioka, Durst, Smits, Alfredsson, Johansson, JR Jovanovic, Hof.) t7 O- k! Y' x' c# w3 h
8. 旋涡动力学：Jean-Jacques Moreau, Saffman, Moffat, Perry, Pullin, Hussain.
1 E! m) V6 r9 J! j. |! p9. Navier-Stokes equation: Leray, Ladyzhenskaya, Serrin, Scheffer, Caffarelli, Temam, Foias, Doering, Constantin, Fefferman, JD Gibbon, E Titi.- [( t+ [7 x8 J% @" A
10.Taylor-Couette 流动： GI Taylor, S Chandrasekhar, RJ Donnelly, D Coles, HL Swinney, R Tagg, CD Andereck, O Dauchot, Wereley and Lueptow, Lohse.$ a+ T2 P8 E# N7 P9 P1 E" |
11. 热对流湍流：Rayleigh, Bénard, Boussinasq, Sparrow, Busse, Swinney, SH Davis, Patterson, Lohse.0 c1 |7 ~) {5 B
12. 粘弹性湍流： Groisman and Steinberg, M Graham, McKinley, Tsinober, Kerswell.' H# S0 r6 o; y4 m* p' S8 r, O
13. 磁流体湍流：Hartmann, Chandrasekhar, Kraichnan, Moffat, Davidson, Tsinobar, Biskamp, Zikanov.
7 E0 @& n# C, N: u备注：其中 Rayleigh, Heisenburg, Landau, Chandrasekhar, Onsager为诺贝尔奖获得者（不是因为湍流研究获奖），他们都在湍流领域耕耘多年。Leray因NS方程弱解研究获得了1979年的沃尔夫数学奖；Kolmogorov 因数学统计理论（包括湍流）获得了1980年的沃尔夫数学奖；Ruelle因湍流混沌理论获得了2022年的www.52ocean.cn；Caffarelli因偏微分方程研究（包括NS方程部分强解）获得了2023年的挪威阿贝尔数学奖。另外，流体力学及湍流和统计力学相关的专家还获得了下列APS的奖项， Otto Laporte Award (1972-2003), Fluid Dynamics Prize (1979- ), Stanley Corrsin Award (2011- ), Lars Onsager Prize (1995- ), Leo P. Kadanoff Prize (2019- )。
; X p& _- l. J& F* k对湍流的突出贡献（Personal opinion）:) c1 V. _5 a! b3 \) R, c% R+ x
顶尖大师：Prandtl, Taylor, von Karman, Kolmogorov, Liepmann8 m: H$ t9 S$ _( i& q0 A
天才级专家: Leray, Corrsin, Orszag
& t' r" Y. i% x- B& R9 \杰出贡献专家: S. J. Kline5 l) L- I5 j) t" ^& ~( e( Q
湍流贡献最突出大学: Gettinggen，Cambridge, CalTech, Stanford, JohnsHopkins5 d% F, A, [6 j5 }. n
几点建议：
: W( g4 J% j" Q: w# Q9 _6 u t0 G（1）作者在上面列出的清单，实际上就是给出了每一个研究方向的一个文献综述的提纲。这些牛人都是在此方向的奠基人。虽然1970's 年以后的50年，湍流继续取得了很大进展，但仍然没有跳出前人给出的框架，没有实质性的进展。/ \5 s/ f& i; o* q
（2）建议读文献，就要读牛人的文献，毕竟他们的文章影响大，总体来说，创新性高；另一方面，牛人的文章引领课题方向发展（注意：研究史上也有被带偏的情况）。对于普通作者的文章也要读，只是建议要快速browsing。不过，对于普通作者的研究工作，如果有重大创新和独创之处，特别是颠覆性的创新成果，还是建议不要放过，比如 Dou, H.-S., Origin of Turbulence-Energy Gradient Theory, 2022, Springer (www.52ocean.cn)。s://10.1007/978-981-19-0087-7/ w8 L* Q" _: }+ O
Dou (2021,2022) 基于能量梯度理论，依据NS方程，首次发现了一个光滑的流动演化出了NS方程的奇点（速度间断），并第一次从理论上精确地预测了湍流的产生，是由于这类奇点引起，与实验结果和DNS/LES模拟结果一致（burst）。这也是雷诺实验（1883）以后140年以来，唯一的一次，有人从理论上论证了（discovered）湍流是怎么产生的，这是一个从0到1的突破性的创新成果。从此，揭开了湍流的秘密，破解了世界百年难题 [1-3，4-10]。$ M$ s( x2 ^) }0 |: \ s# h
（3）如果想要做出有世界影响力的成果，选择研究课题，就要选有创新性的课题，能够解决主要问题的课题，以前别人没有做过的内容。当然这样的选择，面对的挑战和困难是很多的，如果获得成功，就要付出天价的努力，而且短期内不一定能出成果。如果选择一个普通的问题去做，就会容易得多，出论文也快，但是，创新性小， 解决的问题意义也小。尽管你付出了聪明才智和努力，对科学的推进和社会的贡献也是微不足道的，更不用说在人类科学史上能留下什么记录了。1 ^! @# T- `4 O8 r3 k( H+ X @- c
参考文献3 `% E/ f- I+ E% z# e* \+ j
W _% z- e! x* e
1. Dou, H.-S., Origin of Turbulence-Energy Gradient Theory, 2022, Springer. www.52ocean.cn (全书下载地址).
: v; d7 @" B1 @6 `0 B2. Dou, H.-S., Singularity of Navier-Stokes equations leading to turbulence, Adv. Appl. Math. Mech., 13(3), 2021, 527-553. https://doi.org/10.4208/aamm.OA-2020-0063 ; https://arxiv.org/abs/1805.12053v10
/ o8 ^8 U4 d, u3 P
9 y6 ^ Y& `" H3. Dou, H.-S., No existence and smoothness of solution of the Navier-Stokes equation, Entropy, 2022, 24, 339. https://doi.org/10.3390/e24030339
, r) z4 Y& ]1 E1 M& ^1 X% U0 g4.窦华书教授在纳维-斯托克斯方程问题上取得新进展，浙江理工大学官网新闻。4 W" r$ Z0 d5 F
# p1 I. M$ `$ B$ \7 l$ V# cwww.52ocean.cn 或者 www.52ocean.cn' {& c' n9 w" ^. ~- k
5. 窦华书，我是怎样创立能量梯度理论的？www.52ocean.cn
: b: r: Z# \$ v& s. s
; l" Z! _! t" @5 K6.窦华书教授成功破解了百年湍流难题，中国教育日报网。http://chinaedutech.com/dfjy/2022/1117/1327.html 或者 " q. B" y) q9 p! |3 T
$ Z3 M) @! N5 i! a( D8 s
www.52ocean.cn
e' `% X; t2 q* z4 |
9 W$ G2 \7 u0 C8 r% w* ?4 D- I L7. 窦华书，湍流是怎样产生的? 最新研究进展！www.52ocean.cn 或 www.52ocean.cn% h) I, O |7 X# S* C0 b
! b( m3 @; R* x; d9 o8. 窦华书，一个力学公理的建立揭开了湍流的秘密。 www.52ocean.cn 或 www.52ocean.cn
, t6 t, q) h: h1 B6 u! D% ^( {% G5 Q$ C( ]- m* W, U! c
9. 窦华书： Navier-Stokes 方程可以描述湍流吗？ www.52ocean.cn 或者 www.52ocean.cn
% G9 O2 [' t4 W* E6 Z; l3 a10. 窦华书：湍流研究有哪些成功的理论成果? www.52ocean.cn www.52ocean.cn * b" p* l" R0 X% W3 v( K
3 n$ b1 }0 e8 v* }- F Y
k" T7 o' U g* ~0 z; ^
7 C0 T( o; i5 P$ g. J: D
' n2 u! | F8 D+ W/ e2 } ~- Z 转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自窦华书科学网博客。 |
