今天我们将带大家深入解析今天我们将带大家深入解析香港科技大学 物理学系的博士生导师Prof.Xu，通过这样的“方法论”，让大家学会如何从了解一个导师开始，到后期更好地撰写套磁邮件及其他文书。
研究领域解析和深入探讨
教授是计算流体力学领域的领军人物，其研究工作跨越了多个交叉学科。作为一位数学和航空航天工程领域的资深专家，教授的研究主要聚焦于四个核心方向：计算流体力学(Computational fluid dynamics)、Navier-Stokes方程的高阶紧致格式(High-order compact schemes for Navier-Stokes equations)、多尺度建模与气体动理学格式(Multiscale modeling and gas-kinetic schemes)以及非平衡传输与稀薄气体流动(Non-equilibrium transport and rarefied flow)。
在计算流体力学(Computational fluid dynamics)领域，教授提出的气体动理学格式(gas-kinetic scheme, GKS)和统一气体动理学格式(unified gas-kinetic scheme, UGKS)已成为解决从连续流到稀薄气体流动全谱段问题的重要工具。
基于玻尔兹曼-格罗斯-克鲁克(BGK)方程的分析解，GKS能够进行精确且稳健的数值模拟，实现了对无粘性和粘性通量的统一处理。
教授的多尺度建模方法特别擅长处理跨尺度流动问题，这在航空航天工程和微电子机械系统领域具有重要应用价值。
近年来，教授的研究重点转向了高阶紧致格式的开发。通过基于动理学模型方程，构建时间精确的气体分布函数演化解，实现了高精度的计算流体力学模拟。同时，教授还将研究扩展至非平衡传输与辐射传热，以及气固两相流等复杂物理现象的模拟。这些工作为复杂流动系统的数值模拟提供了强有力的理论和计算工具。
精读教授所发表的文章
1.《An efficiency and memory-saving programming paradigm for the unified gas-kinetic scheme》
(Computer Physics Communications，2025年发表)
研究提出了一种新的编程范式，显著提高了统一气体动理学格式的计算效率和内存利用率。这项工作对于大规模流体力学模拟具有重要意义。
2.《Implicit high-order gas-kinetic schemes for compressible flows on three-dimensional unstructured meshes II: Unsteady flows》
(Journal of Computational Physics)
研究扩展了先前的工作，将高阶隐式气体动理学格式应用于三维非结构化网格上的非稳态流动计算，提高了复杂几何模型中非稳态流动的计算精度。
3.《Radiative hydrodynamic equations with nonequilibrium radiative transfer》
(Physical Review D)
文章中，教授探讨了非平衡状态下的辐射传热问题，建立了新的辐射流体动力学方程组，这对于高温气体和等离子体的研究具有重要意义。
教授的学术地位
根据Google Scholar数据，教授的学术成果已被引用超过12,618次，这充分体现了其在计算流体力学和稀薄气体流动研究领域的显著影响力。教授提出的统一气体动理学格式(UGKS)在过去十多年间已经发展成为一套完整的多尺度流动计算方法体系，被国际学术界广泛接受和应用。
教授不仅是理论研究者，也是方法开发者和实践推动者。他目前担任Communications in Computational Physics、International Journal of Computational Fluid Dynamics和Computers and Fluids等重要学术期刊的副主编，这表明其在学术界的影响力和专业地位得到了广泛认可。
作为香港科技大学的讲座教授和数学系主任，教授还担任Stephen Kam Chuen Cheong理学讲座教授和机械与航空航天工程系讲座教授等重要学术职务。自2008年起，他还被聘为北京大学长江访问教授，这反映了其在两岸学术界的崇高地位。
教授的研究团队规模庞大且富有活力，培养了众多优秀的博士生和博士后研究员。许多团队成员现已成为各大知名高校和研究机构的教授或研究员，进一步扩大了教授学术思想的影响范围。
此外，教授还主持和参与多项重要科研项目，包括香港研究资助局(RGC)的一般研究基金项目、粤港澳大湾区可持续发展项目等。这些项目的广度和深度进一步证明了教授的学术领导力和影响力。
有话说
从教授多年的研究工作中，我们可以提炼出几个重要的学术思想和方法论创新：
- 直接建模(Direct Modeling)方法论：教授提出的直接建模方法是一种从物理本质出发的数值方法构建思路。在其2015年出版的专著《Direct Modeling for Computational Fluid Dynamics construction and application of unified gas-kinetic schemes》(World Scientific)中，教授系统阐述了这一方法论，强调在离散尺度上直接构建物理模型，而非简单地离散连续方程。这种思路为多尺度计算流体力学方法的发展提供了新的视角。
- 多尺度耦合思想：教授的统一气体动理学格式(UGKS)和波粒子方法(UGKWP)成功实现了从微观粒子动力学到宏观流体力学的无缝连接。这种多尺度耦合思想不仅适用于气体流动，还被扩展应用到等离子体、辐射传热、气固两相流等多物理场问题中。这种方法的普适性和可扩展性是其最具价值的特点之一。
- 高阶精度与鲁棒性的平衡：在追求高精度数值方法的同时，教授始终注重计算方法的鲁棒性和效率。近期发表的论文中多次探讨了高阶紧致格式与二阶格式的性能对比，寻求精度、鲁棒性和计算成本之间的最佳平衡。这种务实的研究态度对于计算方法的实际应用至关重要。
基于教授的研究，我们可以展望计算流体力学和多尺度建模领域的未来发展方向：
- 人工智能与传统数值方法的融合：随着机器学习技术的发展，将深度学习方法与物理模型和传统数值方法相结合，可能会产生更高效、更精确的计算工具。教授开发的气体动理学格式为此类融合提供了良好的基础框架。
- 多物理场耦合模拟的进一步发展：教授已经将研究扩展到气体动力学与辐射传热、电磁场、化学反应等多物理场耦合问题。未来，这种多物理场耦合模拟可能会向更复杂的系统发展，如生物医学流体、微纳尺度传热传质等交叉领域。
- 大规模并行计算的进一步优化：随着超级计算机的发展，大规模并行计算已成为高性能科学计算的主流。教授团队已经开始探索高阶气体动理学格式的并行计算实现，未来这方面的研究将更加重要。
博士背景
Thalia，香港top5院校航空工程博士，专注于多尺度建模、气体动理学与计算流体力学研究。其创新性工作解决了微纳尺度流动模拟的关键挑战，成果发表于《Journal of Fluid Mechanics》和《Physics of Fluids》等权威期刊。曾获亚太流体力学联合会青年学者奖，现致力于高超声速流动与稀薄气体动力学交叉领域的前沿探索。
【竞赛报名/项目咨询+微信：mollywei007】
