2025年5月19日下午，由北京理工大学前沿交叉科学院主办的交叉科学论坛在中关村校区图书馆108-109报告厅举行。应前沿交叉科学院姚杰教授邀请，美国国家工程院院士、斯坦福大学航空航天系Brain Cantwell教授带来题为《壁湍流普适速度分布律》的精彩学术报告，吸引了全校师生共计百余人参加活动。

Cantwell教授的学术报告

报告中，Cantwell教授指出，壁湍流广泛存在于航空航天、能源与环境工程等关键领域，其流动结构复杂、尺度跨越大，是现代流体力学研究中的核心难题之一。过去数十年中，人们提出了多种速度剖面模型，但往往局限于特定流型或参数范围，缺乏普适性与可推广性。为了有效预测与控制壁面附近的速度分布与摩阻行为，Cantwell教授介绍了一种新混合长度模型，利用该模型生成的通用速度剖面能够整合雷诺数、压强梯度等影响因素。该方法不仅适用于管道、槽道与边界层流动，还能扩展至粗糙壁面工况，为流动分析与阻力预测提供统

一、高效的计算框架。

Cantwell教授介绍新混合长度模型

在报告中，Cantwell教授系统展示了UVP在多类壁湍流中的广泛适用性，包括圆管流、槽道流、边界层流（涵盖零、顺、逆压力梯度）以及粗糙壁流动。他进一步指出，由于速度剖面可视为压力梯度参数的可积函数，该模型还可用于计算翼型等附着流动的粘性阻力，甚至在理论上可扩展至无穷大雷诺数条件。针对UVP在近壁区与直接数值模拟结果存在的误差，Cantwell教授提出了新的壁面阻尼函数，显著提高了预测精度，并在保持建模准确性的同时降低了模型参数，增强了模型在不同工况间的一致性和工程实用性。

在随后的提问环节，Cantwell教授与现场师生围绕壁湍流结构建模、阻力预测与控制等问题展开了深入讨论，分享了前沿观点与研究经验，现场气氛热烈。与会师生表示受益匪浅，对壁湍流领域有了更深入的理解和认识。

老师同学踊跃提问

报告人简介

Brian Cantwell，美国斯坦福大学航空航天系Edward C. Wells讲席教授，美国国家工程院院士，美国物理学会（APS）会士，美国航空航天学会（AIAA）会士，英国皇家航空学会会士，Sigma Xi科学研究荣誉学会会员。Cantwell教授本科毕业于圣母大学，后在美国宇航局（NASA）约翰逊航天中心参与阿波罗登月计划发动机地面测试。在比利时获得冯·卡门流体力学研究所文凭，随后于加州理工学院获得硕士（1971）和博士（1976）学位，并留校任博士后研究员。自1978年起在斯坦福大学任教，并于2001至2008年担任航空航天系系主任，曾参与多个国家航空发动机项目的技术评估工作。著有专著四部，包括 2002 年由剑桥出版社出版的教科书《Introduction to Symmetry Analysis》。研究方向包括湍流时空结构的理论、数值和实验方法，混合推进器的边界层燃烧模型，无限雷诺数极限下的壁湍流结构等。