Speaker: Prof. Qingyong Zhu（朱庆勇教授）

Time: 14:00-17:00, 20 December 2025 (Saturday)  (Beijing time)

Venue: T7-105

Abstract

在大气再入过程中航天器会经历剧烈的气动加热，需要采用烧蚀热防护作为主要保护手段。虽然严重烧蚀通常发生在连续流或近连续流区域，但许多正在研发的先进热防护材料具有碳纤维多孔微结构。在此类材料中，气体扩散仍可能以克努森扩散为主导，其扩散系数与孔隙直径密切相关。传统模型往往忽略纤维预制体中孔隙分布的非均匀性，导致烧蚀速率预测存在偏差。本研究采用分形理论表征随机碳纤维材料的介观孔隙结构，建立了考虑孔隙非均匀分布的分形扩散模型。分析表明，孔隙分布对精确扩散建模至关重要--假设孔隙均匀分布将严重高估扩散系数，其数值可达分形模型的 1.8倍。进一步运用 Weierstrass-Mandelbrot函数对非均匀扩散诱导的粗糙烧蚀表面进行分形重构，并推导了粗糙烧蚀表面的表面积解析表达式。基于重构表面，采用直接模拟蒙特卡洛方法对具有粗糙表面的再入航天器烧蚀过程进行模拟。该方法为将介观粗糙度引入 DSMC 模拟提供了有效途径，避免了将网格细化至粗糙元尺度所带来的高昂计算成本。

About the Speaker

朱庆勇教授、博导，教育部新世纪优秀人才，广东省高等学校"千百十"人才工程省级培养对象，获得"中国力学学会全国徐芝纶力学优秀教师奖",《气体物理》特殊贡献奖，国际纺织生物工程与信息学会热防护领域“OutstandingAchievementAward”杰出成就奖等。主要研究方向为计算流体力学、空气动力学、多相流与传热传质学。主持国家自然科学基金重大研究计划和面上项目、装备预研教育部联合基金、广东省重点领域研发计划项目等各项课题 40 余项。1992 年毕业于北京航空航天大学飞行器设计与应用力学系，获得学士学位，1997 年毕业于中国科学院力学研究所流体力学专业，获得博士学位。曾在香港理工大学从事博士后研究，新加坡南洋理工大学高级研究学者。中国空气动力学会物理气体动力学专业委员会委员，中国空间科学学会微重力科学与应用研究专业委员会委员，深圳市先进制造重点实验室学术委员会委员，广东省力学学会常务理事，广东省计算数学学会理事。Fractal and Fractional编委，Journal of Fiber Bioengineering and Informatics 编辑，《气体物理》、《建模与仿真》、《流体动力学》编委。