实验流体力学，空气动力学，流固耦合

招收对智能流体力学、流动测量与显示、流动感知系统、涡激振动可再生能量收集有兴趣的各位同学

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研究方向

面向天地往返飞行器的智能流动感知系统

天地往返可重复使用飞行器需要完成低速起飞和着陆、高速巡航、突防机动等飞行过程。极为复杂的飞行环境使得飞行器的导航与控制越来越依赖精确的飞行数据测量。严苛的高温流动环境和隐身需要也使得传统空速管等流动感知系统不再适用。因此针对天地往返飞行器在复杂飞行环境下对大气数据的测量和反演需求，发展仿真与实验数据的融合方法，建立高精度流动参数解算模型，形成相应设计理论、计算方法和原理样机，解决天地往返飞行器在复杂流动环境下的流动感知问题。

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分布式传感器阵列布局优化

分布式智能流动感知系统增加传感器数量的同时也会增加系统的复杂度，从而增大体积、重量、成本和维护难度。因此需要优化传感器的位置分布，在满足精度要求的前提下，尽可能减少传感器数量，同时降低计算机的数据处理负担。该项目计划通过数据驱动算法实现分布式传感器阵列的布局优化，综合分析传感器阵列分布对于飞行参数测量的影响。

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涡激振动可再生能量收集装置

涡激振动水生清洁能源作为一种相对较新的可再生能源概念，主要优点在于可在低流速条件下收集流体动能。传统的水轮机要在流速大于1.5m/s时才能有较好的效益，但大部分洋流的流速都低于1.0m/s。涡激振动作为流固耦合驱动的能源转换方式，可在较广的流速和雷诺数范围内产生有效能量输出，有助于实现深海探测器的原位能源补给，因此具有重要的研究意义和应用价值。团队首先提出了基于一种基于摆动的尾迹诱导振动能量收集系统，主要包含两个垂直于水面串行布置的双圆柱体系：上游圆柱固定并作为主要结构支撑部件，下游圆柱通过摆臂连接上游圆柱并可以绕上游圆柱中心自由摆动；上游圆柱作为涡发生器产生流动涡旋结构，下游圆柱受到上游圆柱的尾迹诱导作为振子持续进行往复摆动。基于该设计分析串行圆柱尾迹相互作用机制，揭示尾迹相互作用对于能量收集的影响机制，建立尾迹诱导振动分析预测模型，针对阻尼和间距进行能量输出效率的优化，促进尾迹诱导振动能量收集的优化与设计方法的改进。

080103-流体力学
082501-飞行器设计

实验流体力学，空气动力学，流固耦合

2012-08--2018-09   弗吉尼亚理工大学   博士
2009-09--2012-07   中国科学技术大学   硕士
2005-08--2009-06   中国科学技术大学   学士

   

2018-10~2021-09,皇后大学, 博士后

   

[1] 杨文超, 张陈安. 一种串行双钝体涡激振动装置. CN202310068052.1, 2023-01-16.
[2] 杨文超, 张陈安. 基于摆动的双串行钝体涡激振动可再生能量收集系统. CN202310076848.1, 2023-01-16.

   

（1） Flow visualization data from experiments with an oscillating circular cylinder in a gravity-driven soap film, Data in Brief, 2022, 通讯作者
（2） On flowing soap films as experimental models of 2D Navier-Stokes flows, EXPERIMENTS IN FLUIDS, 2021, 第 3 作者
（3） Fish without Tail Fins—Exploring the Function of Tail Morphology of the First Vertebrates, Integrative and Comparative Biology, 2021, 通讯作者
（4） The wake of a transversely oscillating circular cylinder in a flowing soap film at low Reynolds number, JOURNAL OF FLUIDS AND STRUCTURES, 2021, 第 1 作者
（5） On the influence of biomimetic shark skin in dynamic flow separation, BIOINSPIRATION & BIOMIMETICS, 2021, 通讯作者
（6） Exploring the signature of distributed pressure measurements on non-slender delta wings during axial and vertical gusts, PHYSICS OF FLUIDS, 2020, 通讯作者
（7） Critical spacing of stationary tandem circular cylinders at Re approximate to 100, JOURNAL OF FLUIDS AND STRUCTURES, 2019, 第 1 作者
（8） 低Re数下变弯度机翼的非定常气动特性实验研究, Experimental Study of Unsteady Aerodynamic Characteristics of Variable Camber Wing at Low Reynolds Number, 实验力学, 2014, 第 2 作者
（9） 斜置平板的低速风洞实验研究, Wind tunnel investigation of a low speed oblique plate, 空气动力学学报, 2013, 第 4 作者
（10） 变弯度机翼准定常流动分离特性的实验研究, Experimental investigation on the quasi-steady flow separation behaviors of a variable camber wing, 中国科学：物理学、力学、天文学, 2012, 第 1 作者
（11） Characterization of the Flow Separation of a Variable Camber Airfoil, Characterization of the Flow Separation of a Variable Camber Airfoil, CHINESE PHYSICS LETTERS, 2012, 第 1 作者
（12） A visualization study of the near-wall behaviors of an oblique plate at different angles of attack, JOURNAL OF VISUALIZATION, 2011, 第 2 作者

非细长三角翼气动特性与流动结构

非细长三角翼是下一代隐身无人机的重要气动构型，其在大攻角情况下由于表面涡结构的偏折、破碎具有独特的气动力特性，从而对飞行控制带来了诸多困难。研究从表面压力测量、三维流动结构出发，细致描绘了三角翼表面压力分布及涡结构，为深入了解非定常三角翼的气动特性奠定了基础。

   

       

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古脊椎生物游动特性演化分析

通过流体力学测量手段和分析方法探索名为“Metaspriggina walcotti”的古生物尾鳍形状的演化特征，与古生物学家的合作探究了古脊椎生物可能的游动行为。

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串行圆柱尾迹相互作用

当圆柱间距准定常发生变化时，串行圆柱尾迹经历多种流动特征，并且当间距增大后又减小时，临界间距存在显著的迟滞现象。该工作被多个数值模拟工作选作验证案例，例如（1）Phys. Fluids 33, 023603 (2021)；（2）Phys. Fluids 33, 121906 (2021)；（3）Phys. Fluids 34, 074112 (2022)；（4）Phys. Fluids 34, 103606 (2022)。

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单振动圆柱尾迹特征

当单个圆柱横向简谐振动时，形成多个尾迹结构，发现了以往数值模拟没有发现的多种流动模态。

  

  

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可变弯度机翼

可变弯度机翼的非定常气动特性及流动结构。

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斜制翼气动特性和流动结构