Dimensional Analysis and Scaling Laws Seminar 量纲分析与标度律讨论班

Speaker:Bo Hua Sun (孙博华)(中科院)
Organizer:
Time:Fri., 15:20-16:55, Sept. 20-Nov. 8, 2024 (excluding Oct. 4)
Venue:C546, Shuangqing Complex Building A(校外,清华大学双清综合楼A座C546); Zoom Meeting ID: 687 513 9542 Passcode: YMSC

Note:

1. The seminar talk on Oct.11 will be changed to 19:00-21:00, Oct. 10, 2024. Online Zoom Meeting ID: 271 534 5558 Passcode: YMSC

2. The seminar talk on Nov.1 will be changed to 19:30-21:00, Oct. 30, 2024. Online Zoom Meeting ID: 271 534 5558 Passcode: YMSC


(介绍如何在量纲分析理论的指导下从大数据中寻找物理普适标度律)


随着人类对自然的探索活动愈来愈深入,遇到的问题也愈来愈复杂,多尺度,多层次,多材料,多物理的耦合问题对计算技术的要求愈来愈高,但计算产生的大数据是否正确需要认真分析判断,这种数据分析必须建立在正确的物理基础之上,否则就会生产出海量的垃圾数据。解决一个复杂问题,除了具体问题的物理理论需要理解外,还需要掌握与物理概念密切相关的量纲分析方法和相似论。它们既可以用于数据整理,也可以在不求解问题前对问题的结果有个定量和定性的把握。对于有些复杂问题,建立其数学模型有时非常困难,或者方程非常复杂求解有困难,或者求解的过程非常复杂不便于实际需要,这种情况在空气动力学,流体力学等问题中是经常出现的。有时还需要做试验,实际尺寸很难在试验条件中实现,必须缩小尺寸做模型试验,这时必须要求满足一定的相似条件,这种条件必须建立在量纲分析和相似论的基础上才能建立。一般来讲,对于复杂问题,特别是第一次研究一般都要先进行量纲分析和相似性研究,尽量找出一些一般性规律,然后再深入探索。量纲分析是一门非常值得研究和学习的知识, 它是探讨科学规律, 解决科学和工程问题的一个有效的工具。本讨论班,除了理论学习,还将带你们一起去探索三体问题的开普勒周期律、多米诺骨牌效应的传播速度、蒲公英无动力飞行的规律、折纸弹簧以及可压湍流的标度律等问题。


讲义: 2024-Sun-Dim-Lectures.pdf


参考书和文献:

1. 孙博华,《量纲分析与Lie群》,高等教育出版社,2016年 

2. 孙博华,量纲分析及应用,物理与工程, 26(6):11-20, 2016

3. Bohua Sun, The temporal scaling laws of compressible turbulence. Modern Physics Letters B, Vol. 30, No. 23 (2016) 1650297 (14 pages). [SCI, Impact factor: 0.617]

4. Bohua Sun, Scaling laws of compressible turbulence, Appl. Math. Mech. -Engl. Ed., 2017,38(6): 765–778

5. Bohua Sun, Capillary wrinkling scaling laws of floating elastic thin film with a liquid drop, Sci. China Phys. Mech. Astron. 61:024721 (2018)

6. Bohua Sun, Scaling laws of aquatic locomotion, Sci. China-Phys. Mech. Astron., 60(10), 104711(2017).

7. Bohua Sun, Kepler’s third law of n-body periodic orbits in a Newtonian gravitation field, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 61:054721 (2018)

8. Bohua Sun, Classical and quantum Kepler’s third law of N-Body System, Results in Physics 13 (2019) 102144

9. Bohua Sun, Universal scaling laws of origami paper springs. Theoretical and Applied Mechanics Letters. 9(2019)409-412

10. B.H. Sun, Scaling law for the propagation speed of domino toppling, AIP Advances, 2020, 10(9): 095124.

11. G.K. Song and X.L. Guo and B.H. Sun * , Scaling law for velocity of domino toppling motion in curved paths, Open Physics, 2021, 19(1): 426-433.

12. B. H. Sun, X. L. Guo, Aerodynamic shape and drag scaling law of a flexible fibre in a flowing medium, Theoretical and Applied Mechanics Letters, 2022:100397

13. Bohua Sun and Xiao-Lin Guo, Drag scaling law and parachute terminal velocity of the dandelion, AIP Advances 2023,13:085305. 


主讲人:

孙博华,中国科学院纳米能源与系统研究所资深研究员和PI。2010年10月入选南非科学院院士。于1989年获得兰州大学理学博士学位,清华大学博士后(1989.07-1991.07),荷兰代尔福特理工大学航天工程学院研究员(1991.08-1992.07),德国鲁尔大学土木工程学院洪堡学者(1992.08-1993.12), 南非开普敦大学工学院博士后(1993.07-1994.07), 南非半岛工学院机械工程系访问教授、讲师、教授(1994.08-2005.12), 南非开普半岛技术大学机械工程系教授、Senate(2006.01-2018.06) ,暨南大学理工学院教授、国际学院首任院长(2002-2008),西安建筑科技大学土木工程学院教授、力学技术研究院院长、首席科学家(2018.12-2023.12),现兼任南非斯泰伦博斯Stellenbosch大学Extraordinary Professor,曾兼任宁波大学包玉刚讲座教授(2018-2021)。主持过多项南非科技部和南非国家基金会的研究课题,发表学术论文 150 余篇,编著出版《量纲分析与 Lie 群》、《Toroidal Shells》,译著《普朗特传》等。2010年入选清华大学博士后杰出校友。