个人简介
陈伟芳教授,男,汉族,浙江大学航空航天学院航空航天系主任、博士生导师,浙江大学飞行器设计、空气动力学学科学术带头人。
陈伟芳教授自1994年5月师从我国著名空气动力学专家、教育家、国际宇航院院士曹鹤荪先生获得国防科技大学空气动力学专业博士学位以来,一直在国内著名高校从事高超声速空气动力学领域的教学科研工作,并小有成就。1999年、2004年、2017年在稀薄气体动力学领域出版学术著作3部。2008年出任国家某重大工程论证专家委员会技术组专家。2010年筹建成立浙江大学飞行器技术研究中心,任中心主任。聘请航天科技集团科技委主任包为民院士为研究中心首席科学家,以此为平台努力扩大浙江大学飞行器设计、防隔热材料、固体力学等学科在航空航天相关技术领域的影响力。中心与军委科技委、火箭军、航天科技集团第一研究院、航天科工集团第三研究院、中国航天空气动力技术研究院等单位保持了密切联系与持续合作,为解决航天领域国家科技重大专项的高超声速空气动力学基础和关键技术问题做出了重要贡献。
参加了多个国家科技重大专项空气动力学领域的基础科学研究和关键技术攻关,主持或已完成包括国家重点基础研究发展计划(973)、国家安全重大基础研究计划(军口973)、军口国家高技术研究发展计划(军口863)、航天科技集团国家重大工程、航天科工集团国家科技重大专项、武器装备预研基金及国家自然科学基金等国家级项目在内的科研项目100余项,项目经费近6000余万元。在稀薄气体动力学、高超声速等离子体流动建模与分析、基于射流的主动流动控制、实验空气动力学、气动光学、非定常流/多体分离空气动力学、飞行器气动布局设计与优化等方面积累了丰富的经验。中心成立以来,荣获航天科技集团科技发明二等奖1项、军队科技进步三等奖1项,撰写国防技术报告超过30余份,在国内外核心期刊发表科研论文60余篇,其中获SCI/EI检索40余篇,获得国家发明专利8项,软件著作5项。
教学与课程
近年来,承担了《飞行器飞行动力学》、《飞行器总体设计》、《空气动力学》3门本科生课程,《导弹总体分析与设计》、《高温与高超声速空气动力学》、《高等实验空气动力学》3门研究生课程。
研究项目
近年来,浙江大学临近空间飞行器研究中心在高超声速空气动力学相关领域承担了百余项项科研课题,其中军口973课题3项,863课题8项,科技部973课题1项,国家科技支撑课题1项,国家自然科学基金3项,国家自然科学基金仪器专项子项目1项。
研究与成果
通过多年的积累,在以下四个方面取得了可喜的成就:
1)在稀薄气体动力学的理论与计算方法研究方面,围绕包含连续与稀薄不同区域流场的数值解这一现代流体力学的前沿课题,创造性地构造了处理化学反应的平衡粒子算法(EPSM),将蒙特卡洛直接模拟与平衡粒子混合算法(DSMC/EPSM)推广到化学反应流动的数值模拟,拓展了混合算法的应用范围,发展了稀薄气体动力学数值计算方法,并将相关理论应用于航天工程实践,研究成果在我国航天某重大工程的研制工作中起到直接和积极的作用。
2)在流动机理研究方面,应用发端于微观分子动力学的蒙特卡罗直接模拟(DSMC)方法实现了RB(Rayleigh Bénard)对流的数值模拟,并在此基础上得到了与线性稳定性理论分析结果相一致的RB系统第一次分叉的临界瑞利数;通过对大瑞利数下RB系统中心点处温度信号进行功率谱分析,得到RB系统通向混沌的倍周期分叉路径,同时应用现代混沌分析方法研究了RB对流系统的关联维、最大Lyapunov指数等非线性特征。
3)在计算流体力学的工程应用研究方面,积极开展导弹气动力/热特性数值计算、子母弹抛撒动力学仿真、非圆截面导弹气动隐身一体化设计、气动物理、流固耦合等方面的理论与数值仿真研究,坚持多学科交叉与工程应用并举,为航天工业部门解决了大量工程实际问题,取得了丰富的实际应用成果。
4)在稀薄气体动力学矩方法理论与应用研究方面,提出了简化常规Burnett方程与基于广义流体力学Eu方程的非线性本构关系耦合求解理论(NCCR),同时基于高阶本构关系给出了物面高阶滑移边界条件,解决了上述理论与应用难题。
著作出版
[1]高温稀薄气体热化学非平衡流动的DSMC方法,国防科技大学出版社,1999年,长沙。
[2]稀薄气体动力学,国防科技大学出版社,2004年,长沙。
[3]稀薄气体动力学矩方法及数值模拟,科学出版社,2017年,上海。
专利:
1.陈伟芳,吴昌聚,赵文文,朱恒伟.一种高精度测量临近空间大气密度的方法及测量装置.专利号(ZL201510008294.7)
2.吴昌聚,陈伟芳.MEMS振动自适应散热方法、激励器及加工方法.专利号(ZL201510238390.0)
3.吴昌聚,邱云龙,陈伟芳.热驱动的MEMS被动式振动强化传热装置及传热方法.专利号(ZL201610199362.7)
软件登记:
1.陈伟芳,赵文文,邵纯,吴昌聚,夏陈超,姜婷婷.高超声速空气动力学特性分析软件V5.0,登记号(2013SR140340)
2.陈伟芳,赵文文,吴昌聚,郭中州,邵纯.混合网格非定常空气动力学计算软件V1.0,登记号(2015SR005411)
3.陈伟芳,夏陈超,吴昌聚,赵文文,姜婷婷.飞行器气动设计与优化软件V1.0,登记号(2015SR025015)
4.陈伟芳,姜婷婷,吴昌聚,赵文文.稀薄气体动力学计算软件V3.0,登记号(2015SR233151)
5.陈伟芳,赵文文,江中正,吴昌聚.稀薄气体流动计算与分析软件V1.0,登记号(2018SR019104)
近期论文
查看导师新发文章
(温馨提示:请注意重名现象,建议点开原文通过作者单位确认)
发表的期刊论文:
1)赵文文,陈伟芳,邵纯等.考虑多种物理效应的钝锥俯仰稳定性参数影响分析[J].空气动力学学报.2013(04):442-448
2)赵文文,姜婷婷,陈伟芳.尖锐前缘气动加热机理与激波脱体距离研究[J].计算力学学报.2013,5:733-737
3)赵文文,陈伟芳,邵纯等.高超声速钝锥体俯仰阻尼导数影响因素分析[J].国防科技大学学报.2013(1):43-47
4)Zhao W,and Chen W.,Non-equilibrium Shock Structure Calculation with High-order Modified Navier-Stokes Equations[J],International Journal of Nonlinear Sciences and Numerical Simulation,2013,14(7-8):493-500
5)Zhao W.,Chen W.,and Agarwal R.*,Formulation of a New Set of Simplified Conventional Burnett Equations for Computation of Rarefied Hypersonic Flows.Journal of Aerospace Science and Technology[J],2014,38:64-75
6)Zhao W.,Chen W.,Liu H.,Ramesh K.*,Computation of 1-D shock structure in a gas in rotational non-equilibrium using a new set of simplified Burnett equations,Vacuum[J],2014,109:319-325
7)聂亮,陈伟芳,夏陈超,陈丽华.高超声速飞行器绕流流场电磁散射特性分析[J].电波科学学报,2014,5:874-879,956
8)Zhao W.,Chen W.,and Agarwal.R.,Computation of Rarefied Hypersonic Flows Using Modified Form of Conventional Burnett Equations[J],Journal of Spacecraft and Rockets.2015,52(3):789-803
9)夏陈超,邵纯,姜婷婷等.基于FFD方法的高超声速升力体气动优化[J].固体火箭技术,2015,38(6):751-756
10)邵纯,曹燕飞, 邹龙,陈伟芳*.零质量射流及其在进气道流动控制中的应用研究[J].工程力学.2015,32(4):206-211
11)夏陈超,陈伟芳,郭中州等.隐式紧耦合SST和TNT湍流模型的高速流动数值模拟[J].航空动力学报,2015,30(4):936-943
12)夏陈超,姜婷婷,郭中州,陈伟芳*.压缩性修正对γ-Reθ转捩模型的影响研究[J].空气动力学学报,2015(5):603-609
13)Chenchao Xia,Weifang Chen*,Gradient-based Aerothermodynamic Optimization of a Hypersonic Wing Profile,Procedia Engineering,2015,126:189-193
14)陈伟芳*,赵文文,江中正,刘华林.稀薄气体动力学矩方法研究综述[J].气动物理.2016,1(5):9-24
15)Shao C.,Tian D.,Qian K.,et al.,Numerical Simulation of Weakly Ionized Dynamic Plasma for Reentry Vehicles[J],Journal of Spacecraft&Rockets,2016,53(5):900-911
16)Shao C.,Nie L.,and Chen W.*,Analysis of weakly ionized ablation plasma flows for a hypersonic vehicle[J],Aerospace Science&Technology,2016,51:151-161
17)Jiang T.,Xia C.,and Chen W.*,An improved hybrid particle scheme for hypersonic rarefied-continuum flow[J],Vacuum,2016,124:76-84
18)邵纯,王璐,陈伟芳*.碳基材料烧蚀下的热化学非平衡流场数值模拟研究[J].工程力学,2016,33(2):249-256
19)夏陈超,赵文文,陈丽华,陈伟芳.高超声速压缩拐角湍流计算的收敛性分析[J].航空动力学报,2016,21(2):443-450
20)Xia C.and Chen W.*,Boundary-layer transition prediction using a simplified correlation-based model[J],Chinese Journal of Aeronautics,2016,29(1):66-75
21)姜婷婷,钱坤,陈伟芳.高超声速混合流动的粒子模拟耦合算法[J].固体火箭技术,2017,40(3):283-288
22)李昊歌,朱恒伟,吴昌聚*,陈伟芳.采用高超声速再入圆球的大气密度间接探测方法[J].国防科技大学学报.2017,39(4):40-47
23)郭中州,何志强,夏陈超,陈伟芳*.高效计算网格壁面距离的KD树方法[J].国防科大学报.2017,39(4):21-25
24)Hua Yang,Lei Song*,Weifang Chen.Research on parafoil stability using a rapid estimate model[J],Chinese Journal of Aeronautics,2017,30(5):1670-1680
25)Chen-chao Xia,Ting-ting Jiang,and Wei-fang Chen*,Particle Swarm Optimization of Aerodynamic Shapes with Nonuniform Shape Parameter-Based Radial Basis Function,Journal of Aerospace Engineering,2017,30(3):04016089
26)蔡硕,杨华,陈伟芳.展向上反角分布对飞翼布局横航向稳定性影响[J].工业控制计算机,2018,31(5):76-79
27)江中正,赵文文*,袁震宇,陈伟芳.基于非线性耦合本构模型的边界条件研究[J].航空学报,2018,39(9):122057
28)Zhongzheng Jiang,Weifang Chen,and*Wenwen Zhao.Numerical analysis of the micro_x005f_x005f_x005f_x005f_x005f_x005f_x005f_x005f_x005f_x005f_x005f_x001e_Couette fow using a non_x001e_Newton–Fourier model with enhanced wall boundary conditions,Microfuidics and Nanofuidics,2018,22(1):1-20
发表的会议论文:
1)Zhao W.,and Shao C.,The computation and influent analysis of blunt cone pitching dynamic derivatives[C],16th Hypersonic Aerodynamics and Aerodynamic Heating Academic Conference,September,2011,Sanya,China
2)赵文文,邵纯,聂亮等.钝锥体俯仰动导数数值计算与分析[C].三亚,中国:2011
3)王璐,赵文文,夏陈超等.不同湍流模型对二维压缩拐角流动的数值模拟研究[C].北京,中国:2011
4)夏陈超,赵文文,陈伟芳等.类HTV-2升力体参数化建模与网格自动生成研究[C].第十五届全国激波与激波管学术会议论文集.杭州,中国,2012
5)Zhao W.,and Chen W.,Shock structure calculation with high-order modified Navier–Stokes Equations[C],4th Sino-Italian Conference on Space Aerothermodynamics and Hot Structures.November,2012,Capua,Italy
6)Zhao W.,Chen W.,and Agarwal R.,Formulation of a New Set of Simplified Conventional Burnett Equations for Computation of Rarefied Hypersonic Flows[C],7th AIAA Theoretical Fluid Mechanics Conference,AIAA Aviation and Aeronautics Forum and Exposition 2014,June 2014,Atlanta
7)Zhao W.,Chen W.,and Agarwal R.,Computation of 1-D Shock Structure in a Gas in Rotational Non-Equilibrium Using a New Set of Simplified Burnett Equations[C],29th International Symposium on Rarefied Gas Dynamics,July 2014,Xi’an
8)Zhao W.,Chen W.,Liu H.,et al.,3D Linearized Stability Analysis of Various Forms of Burnett Equations[C],29th International Symposium on Rarefied Gas Dynamics,July 2014,Xi’an
9)Xia C.,Computational Analysis of Aerothermodynamic Environment for a Mars Entry Vehicle[C],The 8th Asian-Pacific Conference on Aerospace Technology and Science,2015
10)Xia C.and Chen W.*,Aerothermodynamic Shape Optimization of a Hypersonic Wing Profile[C],The 7th International Conference on Fluid Mechanics,2015
11)Jiang T.,Xia C.and Chen W.,A Hybrid Particle Scheme for Hypersonic Mixed Rarefied-continuum Flow[C],The 8th Asian-Pacific Conference on Aerospace Technology and Science,2015
12)Liu H.,Chen W.,Zhao W.,and Agarwal K.*,Entropy Production Analysis of the Burnett Equations Based on the Classical Thermodynamic Theory using Gibbs Equations[C],54th AIAA Aerospace Sciences Meeting,2016
13)Zhao W.and Chen W.,Computation of Rarefied Hypersonic Flows Using a Modified Form of the Conventional Burnett Equations[C].53rd AIAA Aerospace Sciences Meeting,AIAA Science and Technology Forum and Exposition,January 2015,Kissimmee,U.S.A
14)Shao C.,Zhao W.and Chen W.,One-Dimensional Shock Wave Structure Analysis Using a New Set of Simplified Burnett Equations[C],Proceedings of 2015 Asian-Pacific Conference on Aerospace Technology and Science
15)Xia C.,Tao Y.,Jiang T.,et al.,Multi-objective Shape Optimization of a Hypersonic Lifting Body Using a Correlation-based Transition Model[C],Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers,Part G:Journal of Spacecraft and Rockets,2016,230(12):2220-2232
16)Jiang Z.,Zhao W.,and Chen W.,A three-dimensional finite volume method for conservation laws in conjunction with modified nonlinear coupled constitutive relations[C],30th International Symposium on Rarefied Gas Dynamics,July 10-15,2016,Victoria BC,Canada
17)Zhao W,Jiang Z,Chen W,Computation of 1-D shock structure using nonlinear coupled constitutive relations and generalized hydrodynamic equations[C],30th International Symposium on Rarefied Gas Dynamics,July 10-15,2016,Victoria BC,Canada
18)Shao C,Zhao W,Chen W,One-dimensional Non-equilibrium Shock Wave Structure Analysis by Simplified Conventional Burnett Equations[C],30th International Symposium on Rarefied Gas Dynamics,July 10-15,2016,Victoria BC,Canada
19)Liu H.,Zhao W.,and Chen W.,Simulation of Couette flow using conventional Burnett equations with modified slip boundary conditions[C],30th International Symposium on Rarefied Gas Dynamics,July 10-15,2016,Victoria BC,Canada
20)Zhao W.,Liu H.,Chen W.,et al.,Entropy Production Analysis of the Burnett Equations Based on the Classical Thermodynamic Theory using Gibbs Equations[C].54th AIAA Aerospace Sciences Meeting,AIAA Science and Technology Forum and Exposition 2016,January 2016,San Diego,U.S.A.
21)Shao C.,Tian D.and Chen W.,Numerical Simulation of Time-Varying Plasma Sheath for a Reentry Vehicle[C],34th AIAA Applied Aerodynamics Conference,2016
22)Tian D.,and Qian K.,Numerical Simulation and Analysis of Hypersonic Vehicle Plasma Sheath[C],47th AIAA Plasmadynamics and Lasers Conference,2016
23)赵文文,江中正,陈伟芳.基于非线性本构模型的耦合求解算法研究,中国力学大会-2017暨庆祝中国力学学会成立60周年大会
24)Jiang Z.,Chen W.,and Zhao W.,Numerical Simulation of Three-dimensional Non-equilibrium Flows using a Second-order Nonlinear Model[C],AIAA International Space Planes and Hypersonics Technologies Conference.2017
25)Zhao W.,Jiang Z.,and Chen W.,Modified Nonlinear Coupled Constitutive Relations for Rarefied Gas Flows[C],The 10th International Conference on Computational Physics,January 16-20,2017,Macao,China
26)Jiang Z,Chen W,and Zhao W,Numerical simulation of three-dimensional non-equilibrium flows using a second-order nonlinear model[C],21st AIAA International Space Planes and Hypersonic Technologies Conference,March 6-9,2017,Xiamen,China
27)Hualin Liu,Zhongzhou Guo,Weifang Chen and Kun Xu,Validation of Gas-Kinetic Scheme Solver for the Compressible and Incompressible Flows Simulation,21st AIAA International Space Planes and Hypersonic Technologies Conference,March 6-9,2017,Xiamen,China
28)Zhongzheng Jiang*,Wenwen Zhao,Weifang Chen,An investigation of boundary conditions for nonlinear constitutive equations on micro-couetter flow,Proceedings of the 5th European Conference on Microfluidics–μFlu18 3 rd European,Conference on Non-Equilibrium Gas Flows–NEGF18 February 28-March 2,2018 Strasbourg,France