谢亮

力学系 副教授




基本信息/Contact
谢亮，博士，副教授，硕士生导师
E-mail：xieliang6@mail.sysu.edu.cn
通讯地址：中山大学/航空航天学院
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个人简介/Introduction
谢亮博士长期坚持从事数值模拟中基础算法研究与核心求解器的开发，坚持服务于国家航空航天领域重大型号需求，工作重心在基于计算流体力学的多科学耦合分析上。十年来从事了以下三项研究：
第一是计算气动热弹性研究。为了支持国家高超声速重大型号的研发，解决其面临的高超声速情况下严峻的气动热弹性问题，完成了一套完整的基于CFD/CSD耦合的气动热弹性多学科耦合数值仿真系统；它具备流场的定常、非定常分析、静/动气弹分析、热气弹分析等功能；在多个航天院所得到了应用；在学术上，解决了关键的多场耦合分析中的数据传递以及网格变形的效率问题，这项工作发表于计算物理领域的TOP期刊JCP（Journal of Computational Physics）上。
第二是计算流体力学中的高精度数值计算方法研究。为了解决这一领域内国际前沿中关心的效率以及曲线网格的生成问题，一是提出了一些效率比较高的新方法，二是使用径向基函数完成了一套高阶曲线网格生成系统，三是完成了一套非结构混合网格的高精度CFD求解器。其中部分工作也发表在了JCP上。在这一领域到了国家自然青年基金的资助。
第三是在博士后期间从事的飞行器结冰数值模拟的研究。为了支持了国产大飞机C919的研发以及它的适航审定，开发了一套完整的结冰模拟求解器来服务于它的自然结冰试飞工作，并且从中国商飞得到了相关课题的资助；在学术上最近取得了两个进展，第一是使用不确定性量化的方法研究了云雾粒径的随机性对于飞机冰型的影响，发现了它主要影响冰型的冰角部分，这一工作是原创性的重要成果，在工程与学术上都有重要价值。第二是彻底解决了结冰模拟中拉格朗日方法不能应用于复杂外形的障碍，这一问题是此领域二三十年来长期悬而未决的重大问题，所采用的方法是原创的限制径向基函数插值的方法，效果是新构造的方法比目前常用的欧拉方法效率提升两个数量级。相关论文发表在这一领域的TOP期刊International Journal of Heat and Mass Transfer上。
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教育背景/Education
2011-2016年，工学博士，西北工业大学航天学院飞行器设计专业
2009-2012年，工学硕士，西北工业大学航空学院流体力学专业
2005-2009年，工学学士，西北工业大学航天学院飞行器设计与工程专业
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研究兴趣/Interests
计算流体力学中的高精度数值模拟算法
计算气动弹性力学
飞机结冰的数值模拟
数值模拟中的网格生成与网格变形技术
CAE仿真软件开发
(热忱欢迎对上述研究方向以及对基础及应用基础研究有兴趣的同学报考研究生)
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研究项目/Grants
国家自然青年科学基金,面向高超声速热流预测的高阶弯曲网格与通量重构方法研究,2019-2021, 24万，项目负责人。
主持上海市工业强基计划,专题:C919飞机自然结冰试飞科实时监控技术研究, 2017-2019,25万，项目负责人
工信部十二五课题, 多尺度结冰模拟软件开发，参与。
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工作和研究经历/Experience
2019.12至今，中山大学/航空航天学院，副教授
2016.7-2019.12，上海交通大学航空航天学院，博士后
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代表性论文/Selected publications
Liang Xie, Peizhe Li, Hang Chen, Hong Liu. Robust and efficient prediction of the collection efficiency in icing accretion simulation for 3D complex geometries using the Lagrangian approach I: an adaptive interpolation method based on the restricted radial basis functions. International Journal of Heat and Mass Transfer (中科院一区，TOP期刊). 150 (2020) 119290.
Liang Xie, Hong Liu. Efficient mesh motion using radial basis functions with volume grid points reduction algorithm. Journal of Computational Physics (中科院一区，TOP期刊). 348 (2017) 401-415.
Liang Xie, Min Xu, Bin Zhang, Zihua Qiu. A new spectral difference method using hierarchical polynomial bases for hyperbolic conservation laws. Journal of Computational Physics (中科院一区，TOP期刊). 284 (2015) 434-461.
Boping Yu, Liang Xie, Fuxin Wang. An Improved Deep Convolutional Neural Network to Predict Airfoil Lift Coefficient. Proceedings of International Conference on Aerospace System Science and Engineering, 2019.7.30, Canada, Toronto.
谢亮, 徐敏, 安效民, 等. 基于径向基函数的网格变形及非线性气动弹性时域仿真研究.航空学报, 2013年7月, 第34卷, 第7期: 1501-1511.
谢亮, 徐敏, 张斌, 等. 基于径向基函数的高效网格变形算法研究. 振动与冲击,2013年5月, 第32卷, 第10期: 141-145.
谢亮, 徐敏, 李杰, 等. 基于CFD/CSD耦合的颤振与动载荷分析. 振动与冲击, 2012年2月,第31卷,第3期: 106-110.
陈浩，徐敏，谢亮，等。保形动网格策略在CFD/CSD耦合中的应用，西北工业大学学报，2015, 33(5):732-73
张斌，徐敏，谢亮。地效对二维气动弹性特性的影响，航空学报，2014, 35(8)：2156-2162。
谢亮, 徐敏. 基于径向基函数的高精度曲线曲面网格生成方法. 第十七届全国计算流体力学会议，杭州：2017.05.
谢亮，徐敏。采用Taylor展开式的高精度CPR方法研究，上海：中国力学大会2015,2015年8月。
谢亮，徐敏。采用阶谱基函数的谱差分方法研究，厦门：第十六届全国计算流体力学会议, 2014年2月。
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开发的程序/Programs
一套数值分析函数库. 这是研一学习数值分析的时候完成的一套比较通用的C++库。它大量使用泛型编程技术, 实现了泛型的向量、矩阵以及多维数组的定义与相关运算，线性代数方程组的求解，矩阵特征值与特征向量的求解，非线性方程组的求解，插值，数值积分，常微分方程组求解等功能。在之后的两三年里对这套代码进行了数次更新与优化操作。但是当我进一步地摸索了C++程序界的经验之后发现与之相似的库目前已经大量存在于开源社区了，其中许多库设计优良、功能丰富、文档齐全，因此我自己这套库目前基本上已经停止维护了。不过其中的某些泛型的数据结构被用于之后的CFD代码的开发中，收到了比较良好的效果。这部分代码目前仍在使用。
有限体积CFD求解器. 采用C++语言开发;基于多块结构化网格，具备与商用网格生成软件和后处理软件的接口，可用于实际工程;重构格式采用经典TVD格式，数值通量的求解实现了多种Riemann数值求解器;RANS方程的求解采用SA湍流模型;可进行定常/非定常模拟；已用于多个航天院所高超声速型号的计算中。
计算气动弹性求解器. 在上述CFD求解器基础上耦合基于模态分解的结构动力学求解器而成;具备读取NASTRAN的BDF文件和F06文件来提取模态的功能；具备静气弹/颤振/抖振的计算能力；已用于多个航天院所高超声速型号任务中。
并行化的数值分析函数库. 基于MPI的大规模并行数值分析函数库，支持并行化的稠密/稀疏矩阵运算、大规模线性代数方程组求解、非线性方程组求解、常微分方程组求解等功能。
高精度的CFD求解器. 博士期间为学位论文的研究而开发的；基于非结构网格，在同一框架中实现了标准的DG,SD,CPR及PnPm方法；具备2/3D定常/非定常Euler/NS方程求解的能力;具备基于MPI的大规模并行计算能力。
结冰数值模拟程序. 博士后期间为满足上海商飞结冰试验所开发的程序，可进行霜冰/流态冰的计算，计算结果与实验值符合良好。已服务于中国商飞C919客机的研制中。