黄军杰

日期:2021-07-14 作者: 点击:[]

              

黄军杰,博士、副教授,硕士生导师及博士生导师。 主要从事多相流数值模拟研究。


联系方式:jjhuang @ cqu.edu.cn


教育经历:

19989月至20027月在清华大学工程力学系学习,专业工程力学

20038月至20096月在新加坡国立大学机械工程系攻读博士,研究领域计算流体力学(导师:Chang Shu & Yong Tian Chew20102月获新加坡国立大学博士学位)


工作经历:

200710月至20102月任新加坡国立大学淡马锡研究所Associate Scientist

20103月至20111月任新加坡国立大学淡马锡研究所Research Scientist

20112月至20125月任重庆大学机械工程学院副教授

20125月至201312月任重庆大学资源及环境科学学院副教授

201312月至今任重庆大学航空航天学院副教授


讲授的课程:

[UC3] 计算机高级语言程序设计(航空航天学院,本科生,2019-20 & 20-21学年第一学期)

[UC2] 理论力学II(航空航天学院,本科生,2014-15 & 15-16学年第一学期;资源及环境科学学院,本科生,2012-13 & 13-14学年第一学期)

[UC1] 机械工程专业英语(机械工程学院,本科生,2011-12学年第一学期)

[GC1] 飞行器气动数值仿真(航空航天学院,研究生,2015-16 & 16-17 & 17-18 & 18-19 & 19-20学年第二学期)

[GE1] 流体力学(机械工程学院,研究生,英文,2010-11学年第二学期,2011-12学年第一学期)


指导研究生(硕士):

[M4] 周子桐,力学,航空航天学院,2020-

[M3] 张晓林,力学,航空航天学院,2020-

[M2] 肖旭斌,力学,航空航天学院,2016-19

[M1] 李玉杰,航空工程,航空航天学院,2015-18


指导本科生:

[FYP2] 陈志伟,附着于固壁上的液滴在不同驱动力下的运动之数值模拟研究,航空航天学院,2013-14学年,重庆大学本科学生毕业论文。

[FYP1] 郑鹏飞,浸润性梯度表面上液滴运动的数值模拟研究,资源及环境科学学院,2012-13学年,重庆大学本科学生毕业论文。

[SRTP1] 胡鑫,谭自然,曹洪,近壁面多相流的数值模拟研究,机械工程学院,2011-12学年,重庆大学大学生科研训练计划项目。


主持或参与的研究项目:

[P5] 国家自然科学基金面上项目“新兴仿生表面上多组分流体润湿和铺展的格子Boltzmann研究”,20201-202312月,63万,主持人。

[P4] 国家自然科学基金青年项目“含接触角迟滞的格子Boltzmann方法及其在液滴模拟中的应用”,20131-201512月,26万,主持人。

[P3] 重庆大学中央高校基本科研业务费面上项目“基于相场的多相流数值模拟”,20125-20144月,13万,主持人。

[P2] 重庆市自然科学基金面上项目“近壁面多相流的数值模拟”,20117-20146月,5万,主持人。

[P1] 重庆大学高层次人才科研启动基金项目,20113-20153月,10万,主持人。

[A1] 重庆大学三维打印制造跨学科研究,2012-,参与人(工艺结构组)。


论文发表及引用:

截至20217月,已在Physics of FluidsApplied Physics LettersPhysical Review E等发表二十多篇中英文期刊及会议论文,其中SCI收录期刊论文23篇(第一/通讯作者17篇,其中1篇被自然指数收录),引用四百余次,引用期刊包括Physical Review Letters, Applied Physics Letters, Journal of Fluid Mechanics, Journal of Computational Physics等权威期刊。


https://publons.com/researcher/1421560/jun-jie-huang/


[JE22] J.-J. Huang*, Hybrid Lattice-Boltzmann Finite-Difference Simulation of Ternary Fluids Near Immersed Solid Objects of General Shapes, Physics of Fluids 33, 072105 (2021). [DOI: 10.1063/5.0056598]

[JE21] J.-J. Huang*, Simplified method for simulation of incompressible viscous flows inspired by the lattice Boltzmann method, Physical Review E 103, 053311 (2021). [DOI: 10.1103/PhysRevE.103.053311]

[JE20] J.-J. Xu, W. Shi, W.-F. Hu, and J.-J. Huang, A level-set immersed interface method for simulating the electrohydrodynamics, Journal of Computational Physics 400:108956 (2020). [DOI: 10.1016/j.jcp.2019.108956]

[JE19] J.-J. Huang*, H. Huang, and J.-J. Xu, Energy-based modeling of micro- and nano-droplet jumping upon coalescence on superhydrophobic surfaces, Applied Physics Letters 115, 141602 (2019). [DOI: 10.1063/1.5112176]

[JE18] J.-J. Huang*, X.-B. Xiao, and Y.-J. Li, Numerical Investigation of Coalescence-Induced Droplet Jumping from a Hydrophobic Fiber, Langmuir 34, 14186-14195 (2018). [DOI: 10.1021/acs.langmuir.8b02651]

[JC2] Y.-J. Li, J.-J. Huang*, and X.-B. Xiao, Numerical study of droplet impact on the inner surface of a cylinder, Acta Physica Sinica 67, 184701 (2018). [李玉杰,黄军杰*,肖旭斌,液滴撞击圆柱内表面的数值研究,物理学报. 2018, 67 (18): 184701] [DOI: 10.7498/aps.67.20180364]

[JE17] J.-J. Huang*, J. Wu, and H. Huang, An alternative method to implement contact angle boundary condition and its application in hybrid lattice-Boltzmann finite-difference simulations of two-phase flows with immersed surfaces, European Physical Journal E 41:17 (2018). [DOI: 10.1140/epje/i2018-11622-y]

[JE16] J.-J. Huang* and J. Wu, On moving contact lines simulated by the single-component two-phase lattice-Boltzmann method, European Physical Journal E 39: 46 (2016). [DOI: 10.1140/epje/i2016-16046-1]

[JE15] J. Wu and J.-J. Huang, Dynamic behaviors of liquid droplets on a gas diffusion layer surface: Hybrid lattice Boltzmann investigation, Journal of Applied Physics 118(4):044902 (2015). [DOI: 10.1063/1.4927422]

[JE14] J. Wu, J., J.J. Huang, and W.W. Yan. Lattice Boltzmann investigation of droplets impact behaviors onto a solid substrate, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 484: 318-328 (2015). [DOI: 10.1016/j.colsurfa.2015.07.043]

[JE13] J.-J. Huang*, H. Huang, and S.-L. Wang. Phase-field-based simulation of axisymmetric binary fluids by using vorticity-streamfunction formulation, Progress in Computational Fluid Dynamics 15(6): 26-45 (2015).

[JE12] J.-J. Huang*, H. Huang, and X. Wang. Wetting boundary conditions in numerical simulation of binary fluids by using phase-field method: some comparative studies and new development, International Journal for Numerical Methods in Fluids 77(3):123-158 (2015). [DOI: 10.1002/fld.3975]

[JE11] J.-J. Huang*, H. Huang, and X. Wang. Numerical study of drop motion on a surface with stepwise wettability gradient and contact angle hysteresis, Physics of Fluids 26:062101 (2014). [DOI: 10.1063/1.4880656]

[JE10] H. Huang, J.J. Huang, and X.Y. Lu. A mass-conserving axisymmetric multiphase lattice Boltzmann method and its application in simulation of bubble rising, Journal of Computational Physics 269:386-402 (2014). [DOI: 10.1016/j.jcp.2014.03.028]

[JE9] H. Huang, J.-J. Huang, and X.-Y. Lu. Study of immiscible displacements in porous media using a color-gradient-based multiphase lattice Boltzmann method, Computers & Fluids 93:164-172 (2014). [DOI: 10.1016/j.compfluid.2014.01.025]

[JE8] H. Huang, J.-J. Huang, X.-Y. Lu, and M.-C. Sukop. On simulations of high-density ratio flows using color-gradient multiphase lattice Boltzmann models, International Journal of Modern Physics C 24(4):1350021 (2013). [DOI: 10.1142/s0129183113500216]

[JE7] J.-J. Huang*, H. Huang, C. Shu, Y. T. Chew, and S.-L. Wang. Hybrid multiple-relaxation-time lattice-Boltzmann finite-difference method for axisymmetric multiphase flows, Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 46(5):055501 (2013). [DOI: 10.1088/1751-8113/46/5/055501]

[JE6] J.J. Huang, C. Shu, J.J. Feng, and Y.T. Chew. A phase-field-based hybrid lattice-Boltzmann finite-volume method and its application to simulate droplet motion under electrowetting control. Journal of Adhesion Science and Technology 26(12-17):1825-1851 (2012). [DOI: 10.1163/156856111X599607]

[JE5] J.J. Huang, C. Shu, and Y.T. Chew. Lattice Boltzmann study of bubble entrapment during droplet impact. International Journal for Numerical Methods in Fluids 65(6):655-682 (2011). [DOI: 10.1002/fld.2209]

[JE4] J.J. Huang, C. Shu, and Y.T. Chew. Mobility-dependent bifurcations in capillarity-driven two-phase fluid systems by using a lattice Boltzmann phase-field model. International Journal for Numerical Methods in Fluids 60(2):203-225 (2009). [DOI: 10.1002/fld.1885]

[JE3] J.J. Huang, C. Shu, and Y.T. Chew. Lattice Boltzmann study of droplet motion inside a grooved channel. Physics of Fluids 21:022103 (2009). [DOI: 10.1063/1.3077800]

[JE2] J.J. Huang, C. Shu, and Y.T. Chew. Numerical investigation of transporting droplets by spatiotemporally controlling substrate wettability. Journal of Colloid and Interface Science 328:124-133 (2008). [DOI: 10.1016/j.jcis.2008.08.046]

[JE1] J.J. Huang, C. Shu, Y.T. Chew, and H.W. Zheng. Numerical study of 2D multiphase flows over grooved surface by lattice Boltzmann method. International Journal of Modern Physics C 18(4):492-500 (2007). [DOI: 10.1142/S0129183107010723]

[CE1] Y.T. Chew, J.J. Huang, C. Shu, and H.W. Zheng. Investigation of multiphase flows near walls with textures by the lattice Boltzmann method. Proceedings of “Enhancement and Promotion of Computational Methods in Engineering and Science X”, Aug. 21-23, 2006, Sanya, China. [DOI: 10.1007/978-3-540-48260-4_27]

[JC1] 韩标,姚朝晖,黄军杰,何文奇,张涵,许宏庆。小口径轴对称收缩喷嘴射流冲击大平板噪声指向特性研究。《实验力学》2002年第17卷第02期,140-146


会议/学术报告:

[SCE4] Phase-field-based simulation of axisymmetric binary fluids by using vorticity-streamfunction formulation. 第六届流体物理国际研讨会(The Sixth International Symposium on Physics of Fluids),201576-9日,中国西宁。

[SUE2] Numerical Study of Drop Motion on a Surface with Stepwise Wettability Gradient and Contact Angle Hysteresis. 中国北京,中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室学术报告,2014825日。

[SCE3] Wetting Boundary Conditions in Numerical Simulation of Binary Fluids by Using Phase-Field Method: Some Comparative Studies and New Development. 第十一届工程及科学中的介观方法国际会议(The 11th International Conference for Mesoscopic Methods in Engineering and Science),2014714-18日,美国纽约,纽约城市大学。

[SCE2] Numerical Study of Drop Motion on a Surface with Wettability Gradient and Contact Angle Hysteresis. 第十届工程及科学中的介观方法国际会议(The 10th International Conference for Mesoscopic Methods in Engineering and Science),2013722-26日,英国牛津,牛津大学。

[SUE1] Numerical Study of Drop Motion on a Surface with Wettability Gradient and Contact Angle Hysteresis. 英国伦敦,伦敦大学玛丽女王学院工程和材料科学学院Seminar2013722日。

[SCC1] 基于相场模型及涡量-流函数形式的一种多相流数值模拟方法。中国力学大会-2011暨钱学森诞辰100周年纪念大会(分会之第七届全国多相流与非牛顿流学术研讨会),2011822-24日,中国哈尔滨,哈尔滨工业大学。

[SCE1] Numerical Study of 2D Multiphase Flows over Grooved Surface by Lattice Boltzmann Method. 15届流体力学的离散模拟国际会议(The 15th Discrete Simulation of Fluid Dynamics Conference),2006821-25日,瑞士日内瓦,日内瓦大学。


学术活动:

中国力学学会会员(2011-

美国物理学会会员(APS Member, 2008-2013

美国航空航天学会会员(AIAA Member, 2009-2011


曾担任国家自然科学基金项目通讯评审、教育部学位中心论文评审及一些SCI收录期刊审稿人,包括:

Advances in Applied Mathematics and Mechanics

AIAA Journal

Chemical Engineering Journal

Computers & Fluids

International Journal for Numerical Methods in Fluids

International Journal of Heat and Fluid Flow

International Journal of Heat and Mass Transfer

Journal of Colloid and Interface Science

Physics of Fluids


部分研究工作简介:

1)通过LBM模拟研究具有不同浸润性分布和时间-空间控制的基底上微液滴的运动,提出有效驱动和控制固体表面微液滴的一种方法,并找出相关时间-空间控制参数,为数字化微流体器件(digital microfluidics)的设计提供有效参考;

2)通过LBM模拟研究了液滴在具有微小结构表面上的运动,发现了低毛细数下表面浸润性和微结构对液滴形态及流动特性的影响,确认了之前理论预测的“粗糙导致的非浸润”(”roughness induced non-wetting”)现象,并给出其发生的壁面几何和浸润性条件,为微流体器件中特殊表面的设计提供一定的参考和指导;

3)研究讨论了基于相场的多相流模拟中一个关键模拟参数(流动性参数,mobility)对固壁附近液滴运动模拟的影响,给出一些重要实例说明其不同选取可能导致的系统演化分岔,并找出其相应条件下的临界值,对基于相场的液滴模拟具有重要的参考价值;

4)将LBM和一些传统计算流体力学方法(如有限体积法FVM和有限差分法FDM)相结合,发展了混合LBM-FVMLBM-FDM多相流模拟方法,克服了纯LBM两相流模拟方法在界面捕捉方面的一些缺陷,并应用所发展混合LBM-FVM方法研究了电致浸润控制下的液滴运动,发现了一定条件下液滴振动的特性及其与浸润性控制参数之间的关系,这方面的工作为进一步发展更为高效的、基于LBM的模拟方法提供了基础;

5)利用混合LBM-FDM数值模拟研究了二维液滴在有阶梯式浸润性梯度和接触角迟滞的表面上的运动,并且发现,稳态运动的液滴形状为两段圆弧的组合,分别对应两个显接触角(apparent contact angle),如采用Yue, Zhou, Feng [J. Fluid Mech. 645, 279–294 (2010)]给出的相场模拟中滑移长度关系,则这两个显接触角与接触线速度及由浸润性梯度和接触角迟滞所给出的两个壁面接触角之间满足Cox [J. Fluid Mech. 168, 169–194 (1986)]推导出的理论关系;另外发现,两种流体的粘性比、浸润性梯度的大小及接触角迟滞的大小对液滴稳态运动的毛细数影响显著,而雷诺数对其几乎没有影响,这方面的工作有助于扩展和深化对壁面上液滴运动特征的认识。

6)针对相场模拟含曲面固体边界的多相流问题,通过充分利用相序参数的双曲正切函数特征,提出一种新的曲面边界条件处理方法,该方法避免了现有方法需要考虑界面和固壁的相交几何构形进行插值的复杂性,同时保证了精度,对于二维及三维问题都可相对较方便的实现,其准确性已通过对于倾斜平板上的液滴、圆柱和球面上的液滴等问题的模拟得到验证。对于该方法,审稿人评价The idea of using the known shape of the profile to avoid longer-distance interpolation schemes is certainly a very valuable one.”

7)针对超疏水表面的液滴合并弹跳问题,通过三维相场格子Boltzmann模拟,揭示了两个大小相同的自由液滴合并过程中的能量耗散近似和OhnesorgeOh)数的0.3次方成正比,而非之前简化的理论给出的和Oh数成正比(线性形式),并且发现壁面的存在会使得表面附近液滴合并过程中的能量耗散大于液滴自由合并过程,液滴在弹跳时的平动动能占总动能的比随Oh数增加而增加。从能量分析出发,基于数值模拟结果,提出了一种新的不润湿表面附近液滴合并弹跳的模型,并且通过“两阶段分析”将其推广到有一定粘附性的超疏水表面。和相关实验及数值模拟结果的比较显示,该新模型能更准确地预测微米和纳米尺度液滴合并弹跳的速度,其对发生弹跳的临界液滴尺寸的判断显著优于之前常用的线性形式。该项工作得到国家自然科学基金委员会网站报道:

http://www.nsfc.gov.cn/csc/20340/20343/47338/index.html



欢迎对(计算)流体力学感兴趣的同学报考研究生(招收力学方向学术型硕士生及博士生)。

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