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尖山大讲堂|第四期开讲!孙树瑜教授: 不同尺度下二氧化碳多孔介质流动的稳健高效建模与模拟
品牌宣传办公室2024-04-24发布于湖南

 
      4月17日,沙特阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)计算传递现象实验室首席科学家,地球科学系、石油工程系和数学系教授孙树瑜应邀做客北京大学长沙计算与数字经济研究院(以下简称“研究院”)尖山大讲堂,作题为“Robust and Efficient Modeling and Simulationof Porous Media Flow involving Carbon Dioxide at Various Scales”的学术报告。本期尖山大讲堂由研究院院长杨超教授主持。
 

孙树瑜教授
 
      描述孔隙介质中的多相多组分流动是理解众多自然现象和工业过程的重要部分,包括二氧化碳地层封存,提高石油采收率和土壤入渗过程等。孙树瑜教授从不同尺度的孔隙介质模型入手,由达西尺度、孔隙尺度、分子尺度进一步讲解到亚原子尺度,梳理了不同尺度下学界的经典认识和前沿进展,并着重介绍了二氧化碳驱油与埋存场景下的二氧化碳、咸水及碳氢化合物混合流体在不同尺度下的不同描述。
 

 
      孙树瑜教授还详细介绍了两个前沿科学进展。一是在亚原子尺度,利用梯度流构建无条件能量稳定的Density functional theory (DFT)算法。该算法用以计算混合流体的结构、物理及化学性质,对于二氧化碳在有机和无机地层的化学吸附现象研究具有重要意义。二是在孔隙结构中,构建了具有保结构性质的Smoothed Particle Hydrodynamics(SPH)方法,用以求解描述孔隙两相演变流动的Navier-Stokes-Cahn-Hilliard(NS-CH)方程。该方法不仅可以保证离散解的质量守恒、线动量守恒及角动量守恒,更可以精确描述动能和表面能的转化,并保证求解过程中的无条件能量稳定。
 

 
      互动交流环节,参会人员踊跃提问,就二氧化碳的封存机理、多尺度下机理的解释、对相平衡计算的影响及由算法引申的相关领域应用向孙树瑜教授请教,孙树瑜教授的精彩解答为与会者提供了宝贵的学术见解。整个交流环节学术氛围浓厚,充满活力,深入的交流和讨论激发了与会者们的创新思维,为之带来有益启发。会后,孙树瑜教授与研究院二氧化碳驱油与埋存项目组成员进行了交流,对项目中涉及的科研、工程及软件开发问题提出了宝贵意见。
 

尖山大讲堂简介

      尖山大讲堂是北京大学长沙计算与数字经济研究院推出的顶尖学术活动,旨在邀请国内外院士专家、知名学者、行业领袖等重磅嘉宾,围绕先进计算、大数据、数字经济与数字化转型等领域,共同探讨最前沿的科学研究,关注科技赋能产业发展的时代课题。大讲堂借助专家学者们深厚的理论功底、独特的学术视角和丰富的实践经验,为科技工作者启迪研究思路、指引前进方向、提升工作质量、促生优质成果,同时激发大众对科学知识的兴趣,厚植科技人才土壤,为培养更多应用型科技创新人才贡献力量。
 

讲者简介

孙树瑜

沙特阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)计算传递现象实验室首席科学家,地球科学系、石油工程系和数学系教授

 

      2009年作为创校教授之一加入沙特阿卜杜拉国王科技大学(KAUST),现任该校计算传递现象实验室首席科学家,地球科学系、石油工程系和数学系教授。此前曾任教于美国克莱姆森大学。1997年在天津大学获得化学工程专业博士学位;2003年在美国德州奥斯汀大学获得计算与应用数学博士学位。研究领域主要包括多孔介质渗流和对流扩散及反应的数值模拟,已发表SCI期刊学术论文370余篇,出版专著9本,总计被引超过10000余次,H指数51,发表期刊包括多个计算数学领域和工程领域顶级期刊。先后以首席科学家身份主持美国能源部、加拿大CMG基金委员会、沙特自然科学基金、中国自然科学基金、陶氏化学公司、及沙特阿美石油公司等项目课题24项。先后组织承办SIAM-GS, ICCS, ICCES, InterPore, ICAE, ASCHT等各类学术会议及特设分会等40多个,受邀作大会主旨报告、特邀报告及邀请报告200余次。目前兼任Journal of Computational Physics,Gas Science and Engineering,InterPore Journal和 Computational Geoscience等国际知名期刊的主编/副主编,以及Applied Energy,Applied Thermal Engineering,Fuel,Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering等国际知名期刊客座主编。同时,主持创立了国际多孔介质学会沙特分会并当选首任主席。