——　第二部分　国家自然科学基金项目成果巡礼　——

　　在多项国家自然科学基金及相关项目的支持下，华中科技大学郑楚光教授带领研究团队，经过十多年的潜心研究，在跨尺度多相反应流的介观理论和方法研究方面取得系列原创性成果。研究团队成员包括华中科技大学的郭照立、柳朝晖、施保昌、赵海波等学者。

　　跨越分子到宏观尺度的多相反应流是能源、环境、化工、力学等诸多领域的一个现代学科前沿，在清洁燃烧、可吸入颗粒物排放与控制、温室气体地下埋存等国家重大需求领域有重要应用前景。此类流动是典型的多尺度多场耦合系统，如可吸入颗粒物的粒径跨越亚微米、微米和超微米尺度，且随团聚、破碎而动态变化，气固间相互作用与尺寸密切相关，需采用不同的数学物理模型；同时，流动、传热、传质、反应等过程在各尺度上也相互耦合。物理上流体是由大量分子构成的离散体系，离散特性是流体的本质特征。目前，描述多相反应流的主流方法是在宏观连续介质框架内，借用经验或半经验性的本构关系刻画不同物理量间的关联，难以刻画流体跨尺度离散性质和相互作用，而微观分子动力学方法则局限于纳微尺度且受计算资源的限制，难以应用于跨尺度相互作用的描述。因此，现有理论和方法对描述跨尺度多相反应流机理面临根本性困难，迫切需要关键突破。

　　跨尺度多相反应流跨越分子到宏观尺度，建立物理模型必须统一考虑流体离散性质在不同尺度上的表现。近年来，将流体视为由大量粒子构成的离散系统，进而研究其统计行为的介观方法备受关注，能更为本质地刻画多相反应流的跨尺度相互作用和多场耦合，为研究跨尺度多相反应流提供了新思路和新手段。郑楚光教授带领研究团队，基于流体离散本质，针对跨尺度多相反应流的尺度关联和多场耦合两个基本问题，构建了基于扩展本构关系的跨尺度流动理论框架，提出了跨尺度多场耦合的介观理论及模型，创建了跨尺度多相反应流计算模型和方法，并应用于微尺度流动机理、CO2驱油过程（图）等具有实际工程背景的问题，有力推动了该领域的发展。该团队在国际权威期刊发表SCI 论文100余篇。据Web of Science 统计，在介观格子Boltzmann领域以该团队发表论文数在全球1700多个学术机构中排名第二。多篇论文被美国物理学会期刊、Elsevier期刊、中国物理学会评为高影响力论文。提出的模型和方法被美国国家海洋与大气管理局用于研究大气云层相互作用,并被美国洛斯阿拉莫斯国家实验室用于地下水污染、CO2埋存研究，还被德国、瑞士等多个国际软件采用。

　　该研究得到了国家杰出青年科学基金项目、重点项目和创新研究群体项目的资助。