科研动态

夏军院士、佘敦先教授团队城市水系统源头实时控制方向研究成果

国际水资源领域权威期刊《Water Resources Research》发表了题为“Integrating Model Predictive Control With Stormwater System Design: A Cost‐Effective Method of Urban Flood Risk Mitigation During Heavy Rainfall”（模型预测控制与雨水系统设计耦合：一种经济高效的暴雨期间城市洪涝风险缓解措施）的研究论文。武汉大学水利水电学院水文水资源系2022级博士研究生孙蓝心为论文第一作者，夏军院士和佘敦先教授为论文共同通讯作者。

黄爽副教授课题组农田水土环境有关研究成果

黄爽副教授课题组在《Journal of Hazardous Materials》（中科院一区，影响因子12.2）发表两篇研究论文，分别揭示了竞争体系下生物炭对重金属的吸附和固定机理以及长期自然老化条件下生物炭对重金属的吸附行为和定量化机制。水利水电学院水利系2024届博士毕业生孟卓文（现于武汉大学开展博士后研究）为论文第一作者，黄爽副教授为论文的通讯作者，伍靖伟教授为共同作者。

李典庆教授课题组常剪应力路径下根系加固土体的失稳与变形特性研究进展

本研究进行了根土复合体重塑样的常剪应力路径试验，探讨了根系含量、根系直径和根系长度等因素对降雨入渗条件下根土复合体强度和失稳变形特性的影响，提出了一个降雨入渗条件下根-土相互作用的概念模型，并阐述了上述三种因素影响根-土相互作用演变的机制。

季斌教授团队水动力学空化多尺度流动研究新进展

空化流动本质上是一种可压缩、多尺度流动，流动过程中的可压缩和多尺度特性是揭示流动机理的关键，开发可压缩多尺度空化流动的模拟方法是空化研究的前沿问题，也是解决水下发射、水中兵器、航空航天以及水利工程等相关工程难题的本源问题。为此，本文基于可压缩 Navier-Stokes 方程和可压缩 Rayleigh-Plesset 方程开发了一种新型可压缩欧拉-拉格朗日模拟方法。在该方法中，宏观空化流动通过大涡模拟和相传输方程耦合得到；微观汽泡的轨迹和状态则通过求解汽泡运动方程和可压缩R-P方程得到。流体密度则通过Tait方程和理想气体状态方程同步更新。此外，本文还开发了一套四向耦合算法来实现大尺度空穴和小尺度汽泡的相互转化，以及考虑汽泡与汽泡之间的相互作用。

王涛教授课题组计算细观岩石力学研究进展

该研究基于可考虑胶结界面模型—FJM模型，建立了能够准确模拟锦屏深埋脆性大理岩力学性质的三维数值模型，对大理岩的宏细观力学特性进行了详细的讨论。研究中提出了一种基于晶粒生长规律的晶体织构模型(Grain Texture Model, GTM)。GTM能够真实地考虑晶粒的形状与朝向，并能够再现出岩石矿物在加载过程中的穿晶破坏。通过构建能够考虑矿物晶粒形状及朝向的晶粒织构模型模型(GTM)，可以更加全面真实地从岩石的细观结构角度探究岩石的力学特性与破坏机理，对于揭示岩石细观非均质性对其力学行为与晶内及晶界裂纹扩展的影响提供了有效的方法和手段。

陈益峰/杨志兵教授团队多相流界面稳定性新进展

国际权威期刊《Physical Review Letters》发表了陈益峰教授团队关于多相流界面稳定性的研究成果。论文题目为“Stability Transition in Gap Expansion-Driven Interfacial Flow”（间隙扩张驱动下多相流界面稳定性转变）。实验室已毕业2018级博士李东奇和杨志兵教授为共同第一作者，杨志兵教授和陈益峰教授为共同通讯作者，论文合作者包括耶鲁大学助理教授Amir Pahlavan博士、武汉大学水利水电学院胡冉教授和博士生张仁君。该研究得到了国家自然科学基金杰出青年基金项目、基础科学中心项目、面上项目，以及水资源工程与调度全国重点实验室开放基金的资助。

刘泽教授课题组扩散介导的金属纳米柱超长拉伸变形研究进展

刘泽教授课题组在《物理评论快报》在线发表了金属扩散蠕变变形方面的研究进展。论文题为“Diffusion-MediatedSuperelongationin Metal Nanorods”（扩散介导的金属纳米柱超长拉伸变形）。该工作揭示了原子尺度物质输运的物理机制，并量化了其与表观力学响应之间的关联，可为基于扩散蠕变的超塑性、烧结、锂枝晶化和地球科学等的研究提供理论基础。

周研来教授课题组洪水智能预报与水工程智能调度研究系列进展

如何解析和协同优化城市代谢系统中错综复杂的水-能-粮互馈关系，是另一项有待攻克的关键技术问题。因此，有必要通过利用人工智能科学技术手段，智慧赋能和创新流域水科学研究，攻克洪水智能预报与水工程智能调度关键科学技术难题，科学助力我国智慧流域体系建设、水利高质量发展和城市可持续绿色发展。