职位信息

莫纳什大学机械与航空航天工程系招收2位全奖博士生，研究开发受物理约束的热驱动流降阶模型。全年可以申请。

项目介绍：

工程和地球物理系统中的热驱动湍流具有高维、非线性和多尺度的特点。此类流动的数值模拟计算成本极高。因此，不可能进行足够多的模拟，以涵盖各种合理的运行条件。

本项目的重点是开发物理约束减阶模型（ROM），以较低的计算成本再现数值模拟热驱动湍流的统计特性。这项基础研究将有助于对许多应用进行敏感性分析和稳健设计，包括：能源生产系统；供暖、通风和制冷；以及在未来不同程度的温室气体胁迫下对气候变化的响应。

虽然这种湍流是混乱的，但它们仍然由具有显著时空相关性的大尺度三维相干结构组成。我们理解和预测这些流动的能力将受益于将这些系统简化为最基本的构件。我们可以将还原阶建模视为爱因斯坦一句格言的数学表达，即 “模型应尽可能简单，但不能更简单”。

与典型的黑箱方法相反，我们专注于受物理约束的方法。具体来说，从运动方程的 Galerkin 投影到从基础数据中学习到的适当基础上得出的模型（例如适当的正交分解 (POD)、动态模式分解 (DMD) 等）。这个基础定义了我们的“构建块”。投影方法确保模型是可解释的，并且可能更具代表性，可以模拟数据中以前未观察到的样本外条件。

热驱动流的低阶建模不仅是了解气候敏感性的关键，也是设计潜在工程解决方案以缓解和适应不断变化的环境的关键。澳大利亚及其他国家的学术界、工业界和政府的许多利益相关者都将对本项目的成果感兴趣。因此，在顺利完成博士学业后，该项目将为学生打开一扇通往未来的大门。

职责描述：

博士生的任务及其对该项目的贡献是开发和验证用于模拟高维度热驱动湍流的降阶建模方法。他们将进行计算流体动力学模拟，生成典型热驱动湍流的初始测试案例。他们将计算一系列不同的流动分解（如 POD、DMD 等）。他们将扩展现有代码，使用优化方法计算减阶模型系数，并测试各种归一化和正则化方法。在成功演示该方法后，学生们将有机会根据自己的研究兴趣（如热湍流边界层、全球大气和/或海洋），为课题组以前生成的更高维度热驱动流动数据库生成 ROM。

博士生将加入一个跨学科团队，在湍流热流体、湍流剪切流直接数值模拟、全球气候模拟、科学高性能计算、数据同化、降阶建模和科学机器学习等领域开展研究。合作研究人员包括博士生、博士后和莫纳什大学机械工程与航空航天系索里亚教授小组的高级研究人员，以及澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）环境部 Kitsios 博士的同事。

导师介绍

Professor Julio Soria

Julio Soria 是莫纳什大学工程学院机械与航空航天工程系机械工程（空气动力学和流体力学）的教授。他对湍流的物理和控制感兴趣。他使用物理实验和直接数值模拟来研究流体物理。他目前的研究兴趣包括：附着和分离湍流边界层流、亚音速和超音速射流、旋流、物理学和非侵入式光学实验测量方法的开发。

申请要求：

• 候选人必须具有出色的数学和/或流体力学理论知识。
• 编程经验（例如 Python、Julia、C/C++ 或 F90）至关重要。
• 最好具备 MPI 和/或 MP 知识。
• 需要有数值模拟和/或机器学习方面的经验。

如何申请

您必须获得必要的莫纳什大学奖学金，才能在 Soria 教授和 Kitsios 博士的共同指导下攻读博士学位。详情请访问 https://www.monash.edu/graduate-research/future-students/support/major