Шарль Менево - Charles Meneveau

Шарль Менево
Шарль Менево в 2018 году
Родившийся	1960 Париж, Франция
Национальность	Соединенные Штаты
Заголовок	Л.М. Сарделла, профессор
Академическое образование
Альма-матер	Йельский университет Universidad Técnica Federico Santa María
Тезис	«Фракталы и мультифракталы в турбулентности жидкости» (1991)
Докторант	К. Р. Шринивасан
Интернет сайт	страницы.jh.edu/ ~ cmeneve1/

Шарль Менево (1960 г.р.), американский специалист по гидродинамике, французско-чилийского происхождения, известный своими работами турбулентность, включая моделирование турбулентности и вычислительная гидродинамика.

Шарль Менево, профессор Луи М. Сарделлы в Машиностроение и заместитель директора Института интенсивной обработки данных и науки (IDIES) на Университет Джона Хопкинса, фокусирует свои исследования на понимании и моделировании гидродинамической турбулентности, а также на сложности механики жидкости в целом. Он сочетает вычислительные, теоретические и экспериментальные инструменты для своих исследований с акцентом на многомасштабные аспекты турбулентности, используя такие инструменты, как подсеточное моделирование, методы уменьшения масштаба и фрактальную геометрию, а также приложения для моделирования больших вихрей (LES). Он был пионером в использовании динамической процедуры Лагранжа для моделирования в подсеточном масштабе при моделировании турбулентности с помощью больших вихрей (LES). Его недавняя работа включает использование LES для приложений, связанных с ветроэнергетикой.^[1] и разработка базы данных по турбулентности Джонса Хопкинса^[2] для обмена крупномасштабными наборами данных из высокоточных расчетов вычислительной гидродинамики.^[3]

Образование

1989: доктор философии. Магистр машиностроения, Йельский университет, май 1989 г.

1988: Магистр философии, Йельский университет, 1988

1987 год: магистр наук, Йельский университет, 1987 год.

1985: Б.С. Магистр машиностроения, Технический университет Федерико Санта-Мария, Вальпараисо (Чили), 1985 г.

Его докторская степень. советник был К. Р. Шринивасан и его диссертация была посвящена мультифрактальной природе мелкомасштабной турбулентности.^[4] В Йельском университете он также был неофициально советовал к Б. Б. Мандельброт.

Карьера и исследования

Первая постдокторская должность Менево была на Стэндфордский Университет / НАСА-Центр Эймса.^[5][6] Он работает на факультете Университета Джонса Хопкинса с 1990 года. Его основное назначение - Кафедра машиностроения с дополнительными назначениями в Кафедры гигиены окружающей среды и инженерии и Физика и астрономия.

Исследования профессора Менево сосредоточены на понимании и моделировании гидродинамической турбулентности и сложности механики жидкости в целом. Особое внимание уделяется многомасштабным аспектам турбулентности с использованием таких инструментов, как моделирование в подсеточном масштабе, методы уменьшения масштаба и фрактальная геометрия. Применение результатов к моделированию больших вихрей (LES) облегчило применение LES к инженерным, экологическим и геофизическим явлениям потока. В настоящее время Менево сосредоточен на применении LES в ветроэнергетике и гидродинамике ветряных электростанций, на разработке усовершенствованных моделей стенок для LES, на моделировании рассеивания нефти в океане, а также на создании инструментов «больших данных» для обмена очень большими данными. наборы, которые возникают в вычислительной гидродинамике с широким кругом ученых и инженеров по всему миру

Среди плодотворных вкладов Менево - основные достижения в области моделирования турбулентности и моделирования больших вихрей. Достижения стали возможными благодаря выяснению свойств мелкомасштабных движений в турбулентных потоках и применению новых идей для разработки продвинутых подсеточных моделей, таких как динамическая модель Лагранжа. Эта модель была реализована в различных исследованиях и кодах CFD с открытым исходным кодом (например, OpenFoam) и расширила применимость моделирования больших вихрей к потокам сложной геометрии, представляющим инженерный и экологический интерес, где предыдущие модели не могли использоваться.

Среди областей применения моделирования больших вихрей, которыми занимается группа Менево, - изучение сложных потоков в крупных ветряных электростанциях. Используя усовершенствованные инструменты моделирования, а также испытания в аэродинамической трубе, Менево и его коллеги определили важный процесс вертикального уноса кинетической энергии среднего потока в группу ветряных турбин. Это исследование прояснило механизмы, ограничивающие производительность ветряных электростанций в то время, когда наблюдается огромный рост ветряных электростанций. Исследования привели к созданию новых инженерных моделей, которые позволят лучше спроектировать ветряные электростанции, тем самым увеличивая их экономическую выгоду и помогая сократить выбросы парниковых газов от ископаемого топлива.

Менево участвовал в усилиях по демократизации доступа к ценным «большим данным» в условиях турбулентности. В качестве заместителя директора Института интенсивной обработки данных и науки JHU он возглавлял команду компьютерных ученых, прикладных математиков, астрофизиков и специалистов по гидродинамике, которые построили JHTDB (базы данных турбулентности Джонса Хопкинса). Эта открытая численная лаборатория предоставляет исследователям со всего мира удобный доступ к большим наборам данных, полученным в результате прямого численного моделирования различных типов турбулентных потоков. На сегодняшний день сотни исследователей по всему миру использовали данные, и из базы данных были взяты данные о потоках примерно в шестидесяти триллионах точек. Система продемонстрировала, как «большие данные», полученные в результате крупномасштабного численного моделирования мирового класса, могут использоваться многими исследователями, которым не хватает огромных вычислительных ресурсов, необходимых для генерации таких данных.

Менево также провел новаторское исследование по пониманию нескольких многомасштабных аспектов турбулентности. В рамках своей докторской работы в Йельском университете Менево и его советник установили фрактальную и мультифрактальную теорию турбулентных потоков и подтвердили теорию с помощью экспериментов. Было показано, что границы раздела в турбулентности имеют фрактальную размерность почти 7/3, где показатель степени 1/3 выше значения двух, допустимого для гладких поверхностей, может быть связан с классической теорией Колмогорова. Был установлен универсальный мультифрактальный спектр, что привело к простой каскадной модели, которая с тех пор применялась ко многим другим физическим, биологическим и социально-экономическим системам. Позже, в качестве постдока в Центре исследования турбулентности Стэнфордского университета, Менево впервые применил ортогональный вейвлет-анализ к турбулентности, представив концепцию вейвлет-спектра и другие статистические меры изменчивости, зависящие от масштаба.

Награды, награды, общества и редакции журналов

Награды

2018: Избранный член Национальной инженерной академии «За вклад в мелкомасштабную динамику турбулентности, моделирование крупных вихрей, гидродинамику ветряных электростанций и лидерство в сообществе гидродинамики».

2016: удостоен почетной докторской степени Датского технического университета, Doctor Tecnices, Honoris Causa за «Выдающиеся и весьма инновационные научные достижения в гидродинамике, особенно за его работы по турбулентности, физике атмосферы и ее приложениям к энергии ветра».

2014-2015: преподаватель механики на Среднем Западе

2012-2013: Стипендиат программы Фулбрайта, стипендия программы Фулбрайта США и Австралии

2012: Преподаватель Стэнли Коррсина, Университет Джона Хопкинса

2011: Первый лауреат премии Стэнли Коррсина Американского физического общества, цитата: «За новаторское использование экспериментальных данных и теории турбулентности при разработке передовых моделей для моделирования больших вихрей и за применение этих моделей в окружающей среде, геофизические и инженерные приложения ».

2005: Иностранный член-корреспондент Чилийской академии наук.

2005: Назначен на должность профессора в области машиностроения Луи М. Сарделла.

2004: Премия UCAR за выдающиеся публикации за соавторство статьи Хорста и др., Опубликованной в журнале J. Atmospheric Science.

2003: Премия Ассоциации выпускников Университета Джона Хопкинса за выдающиеся достижения в области преподавания

2001: Премия Франсуа Н. Френкиля в области механики жидкости, Американское физическое общество

1989: Премия Генри П. Бектона за выдающиеся достижения в области исследований, Йельский университет

1985: Премио Федерико Санта-Мария, UTFSM Вальпараисо, Чили

Общества

Американская академия механики, научный сотрудник.

Американское общество инженеров-механиков, научный сотрудник.

Американское физическое общество, научный сотрудник.

Пи Тау Сигма, Почетный член

Американский геофизический союз, член.

Американский институт аэронавтики и астронавтики, старший член.

Burschenschaft Ripuaria

Редакции

2010-настоящее время: заместитель редактора, Journal of Fluid Mechanics

2019: председатель Американского физического общества, Отдел гидродинамики

2008-настоящее время: Ключевой участник разработки и обслуживания открытой численной лаборатории JHTDB (Johns Hopkins Turbulence Databases).

2003-2015: главный редактор журнала Turbulence.

2005-2010: Заместитель редактора Journal of Fluid Mechanics

2005-2010: член редакционного комитета, Annual Rev. of Fluid Mechanics

2001-настоящее время: член консультативного совета, Theor. И комп. Динамика жидкостей

2001-2003: Заместитель редактора журнала "Физика жидкостей"

2003: Приглашенный младший редактор, Annual Reviews of Fluid Mechanics

Избранные публикации журнала

К. Менево, «Большая ветроэнергетика: семь вопросов для исследования турбулентности» (2019), J. Turbulence 20, 2-20.

З. Ву, Дж. Ли, К. Менево и Т. Заки, «Применение самоорганизующейся карты для определения границы раздела турбулентный пограничный слой в переходном потоке» (2019), Phys. Ред. Жидкости 4, 023902.

Л. А. Мартинес-Тоссас и К. Менево, «Теория отфильтрованной подъемной линии и ее применение к модели линии привода» (2019), J. Fluid Mech. 863, 269-292.

J.H. Эльзас, А. Салай и К. Менево, «Геометрия и законы масштабирования экскурсии и изомножества энстрофии и диссипации в изотропной турбулентности» (2018), J. Turbulence 19, 297-321.

К. Шапиро, Д.Ф. Гейме и К. Менево, «Моделирование следа от ветровой турбины с рысканием: подход к подъемной линии» (2018 г.), J. Fluid Mech. 841, R1, 1-12.

П. Джонсон и К. Менево, «Прогнозирование динамики градиента скорости вязкого диапазона при моделировании турбулентности с помощью больших вихрей» (2018), J. Fluid Mech. 837, 80-114

П. Джонсон и К. Менево, «Перемежаемость турбулентности в многомерной шкале, сокращенная модель на основе Навье-Стокса» (2017), Phys. Ред. Жидкости 2, 072601 (R).

J. Bossuyt, C. Meneveau и J. Meyers, «Колебания мощности ветровой электростанции и пространственная выборка турбулентных пограничных слоев» (2017), J. Fluid Mech. 823, 329-344.

К. Шапиро, П. Баувераертс, Дж. Мейерс, К. Менево и Д.Ф. Гейме, «Модельное управление уходящим горизонтом ветряных электростанций для вторичного регулирования частоты» (2017), Wind Energy 20, 1261-1275.

Л.А. Мартинес-Тоссас, М. Черчфилд и К. Менево: «Оптимальный масштаб длины сглаживания для моделей приводов лопастей ветряных турбин, основанный на гауссовском распределении сил тела» (2017), Wind Energy 20, 1083-1096.

П. Джонсон и К. Менево, «Ограниченная динамика Эйлера вдоль траекторий малых инерционных частиц в турбулентности» (2017), J. Fluid Mech. 816, R2.

R.J.A.M. Стивенс и К. Менево, «Структура потока и турбулентность в ветряных электростанциях», (2017), Annu. Rev. Fluid Mech. 49, 311-339.

М.Ф. Хауленд, Дж. Боссайт, Л.А. Мартинес-Тоссас, Дж. Meyers & C. Meneveau: «Структура следа ветряных турбин на рысканье при однородных условиях притока» (2016), J. Sust. Обновить. Энергия 8, 043301.

Б. Чен, Д. Ян, К. Менево и М. Чамеки: «БЕСКОНЕЧНЫЙ: подход к моделированию больших вихрей в расширенной непериодической области для скалярных плюмов» (2015), Ocean Modeling 101, 121-132.

R.J.A.M. Стивенс, Д. Гейме и К. Менево, «Обобщенная модель пограничного слоя со связанными следами: приложения и сравнения с полевыми данными и данными LES для двух реальных ветряных электростанций» (2016), Wind Energy 19, 2023-2040.

X.I.A. Янг, И. Марусик и К. Менево: «Производящие функции моментов и законы масштабирования в инерционном слое турбулентных потоков, ограниченных стенкой» (2016), J. Fluid Mech. 791, R2.

Дж. Грэм, К. Канов, X.I.A. Ян, М.К. Ли, Н. Малая, К.С. Лалеску, Р. Бернс, Г. Эйинк, А. Салай, Р. Д. Мозер и К. Менево, «Доступная для веб-служб база данных турбулентного русла и ее использование для тестирования новой модели интегральной стенки для LES» (2015), Журнал Турбулентности 17: 2, 181-215.

Д. Ян, Б. Чен, М. Чамеки и К. Менево: «Нефтяные шлейфы и дисперсия в Ленгмюре, турбулентность в верхних слоях океана: моделирование крупных вихрей и параметризация K-профиля» (2015), J. Geophysical Res.-Oceans 120, 4729-4759.

М. Вильчек, Р. Стивенс и К. Менево, «Пространственно-временные спектры в логарифмическом слое пристенной турбулентности: моделирование больших вихрей и простые модели» (2015), J. Fluid Mech. 769, R1.

X.I.A. Янг, Дж. Садик, Р. Миттал и К. Менево, “Модель интегральной стенки для моделирования больших вихрей турбулентных течений, ограниченных стенкой” (2015), Phys. Жидкости 27, 025112.

C. VerHulst и C. Meneveau: «Изменение захвата кинетической энергии в LES крупных ветряных электростанций с использованием нетрадиционного форсирования привода ветряной турбины» (2015), Energies 8, 370-386.

R.J.A.M. Стивенс, М. Вильчек и К. Менево, «Исследование логарифмического закона для моментов второго и высшего порядка с помощью моделирования больших вихрей в турбулентном потоке, ограниченном стенкой» (2014), J. Fluid Mech. 757, 888-907.

М. Вильчек и К. Менево, «Вклады гессиана давления и вязкости в статистику градиента скорости на основе гауссовых случайных полей» (2014), J. Fluid Mech. 756, 191-225.

Л. Биферале, К. Менево и Р. Верзикко, «Статистика деформации эллипсоидальных капель субколмогоровского масштаба в изотропной турбулентности» (2014), J. Fluid Mech. 754, 184-207.

СМ. де Сильва, Дж. Филип, К. Чаухан, К. Менево и И. Марусик, «Многомасштабная геометрия и масштабирование турбулентной / нетурбулентной границы раздела в пограничных слоях с высоким числом Рейнольдса» (2013), Phys. Rev. Lett. 111, 044501.

Г. Эйинк, Э. Вишняк, К. Лалеску, Х. Алуие, К. Канов, К. Бюргер, Р. Бернс, К. Менево и А. Салай, "Пробой замерзания потока, наблюдаемый в магнитогидродинамической турбулентности с высокой проводимостью" ( 2013), Nature 497, 466-469.

К. Менево, «Нисходящая модель пограничных слоев ветряной электростанции и ее приложения» (2012 г.), J. Turbulence 13, N7.

Дж. Мейерс и К. Менево, «Оптимальное расстояние между турбинами в полностью развитых пограничных слоях ветряной электростанции» (2012), Wind Energy 15, 305-317.

К. Менево, «Лагранжева динамика и модели тензора градиента скорости в турбулентных потоках» (2011 г.), Annual Rev. Fluid Mech. 43, 219-245.

В. Андерсон и К. Менево, «Модель динамической шероховатости для моделирования больших вихрей турбулентного потока над многомасштабными фрактальными шероховатыми поверхностями» (2011), J. Fluid Mech., 679, 288-314.

Р. Б. Кал, Дж. Леброн, Х.С. Канг, Л. Кастильо и К. Менево, «Экспериментальное исследование усредненной по горизонтали структуры потока в пограничном слое модельной ветряной турбины» (2010), J. Renewable and Sustainable Energy 2, 013106.

М. Калаф, К. Менево и Дж. Мейерс, «Исследование с помощью моделирования крупных вихрей полностью развитых пограничных слоев массива ветряных турбин» (2010), Phys. Жидкости 22, 015110.

К. Менево, «Турбулентность: моделирование в подсеточном масштабе» (2010), Scholarpedia 5 (1), 9489.

Ю. Ли, Э. Перлман, М. Ван, Ю. Ян, К. Менево, Р. Бернс, С. Чен, А. Салай и Г. Эйинк. «Кластер общедоступной базы данных о турбулентности и приложения для изучения лагранжевой эволюции приращений скорости при турбулентности» (2008 г.), J. Turbulence 9, No. 31.

Л. Шевиллар и К. Менево, «Лагранжева динамика и статистическая геометрическая структура турбулентности» (2006), Phys. Rev. Lett. 97, 174501.

К. Розалес и К. Менево, “Подход с минимальным многомасштабным лагранжевым отображением для синтеза негауссовских турбулентных векторных полей” (2006), Phys. Жидкости 18, 075104.

Ю. Ли и К. Менево, «Тенденции перемежаемости и лагранжева эволюция негауссовской статистики в турбулентном потоке и скалярном переносе» (2006), J. Fluid Mech., 558, 133-142.

Ю. Ли и К. Менево, «Происхождение негауссовской статистики в гидродинамической турбулентности» (2005), Phys. Rev. Lett., 95, 164502.

К. Розалес и К. Менево, «Линейное воздействие в численном моделировании изотропной турбулентности: реализация в физическом пространстве и свойства сходимости» (2005), Phys. Жидкости, 17, 095106.

Э. Боу-Зейд, К. Менево и М.Б. Парланж, “Зависящая от масштаба лагранжева динамическая модель для моделирования сложных турбулентных течений с большими вихрями” (2005), Phys. Жидкости 17, 025105.

Шарлетт, К. Менево и Д. Вейнанте, «Степенная модель образования складок пламени для LES турбулентного горения с предварительным смешиванием. Часть I: Нединамическая формулировка и начальные испытания »(2002), Comb. & Пламя 131, стр. 159-180.

Ф. ван дер Бос, Б. Тао, К. Менево и Дж. Кац, «Влияние мелкомасштабных турбулентных движений на отфильтрованный тензор градиента скорости, выведенное из голографических измерений PIV» (2002), Phys. Жидкости, 14, с. 2456-2474.

Б. Тао, Дж. Кац и К. Менево, «Статистическая геометрия подсеточных напряжений, определенных на основе измерений скорости измерения скорости изображения голографической частицы» (2002), J. Fluid Mech., 467, стр. 35-78.

Цзян, Т. Осборн и К. Менево, «Поле обтекания свободно плавающей копеподы в устойчивом движении: Часть I, теоретический анализ» (2002), J. Plankton Res. 24, стр. 167–189.

К. Менево и Дж. Кац, «Масштабная инвариантность и модели турбулентности для моделирования больших вихрей» (2000), Annu. Rev. Fluid Mech. 32, 1-32.

С. Черутти, К. Менево и О.М. Книо, «Спектральная и сверхвихревая вязкость в турбулентности с высокими числами Рейнольдса» (2000), J. Fluid Mech. 421, 307-338.

Ф. Порте-Агель, К. Менево и М.Б. Парланж, «Зависящая от масштаба динамическая модель для моделирования крупных вихрей: приложения к нейтральному пограничному слою атмосферы» (2000), J. Fluid Mech., 415, 261-284.

Х. Цзян, К. Менево и Т. Осборн, «Численное исследование потока питания вокруг копепода» (1999), J. Plankton Res. 21,1391-1421.

Дж. Р. Мэнсфилд, О. Knio & C. Meneveau, «Динамическая LES сталкивающихся вихревых колец с использованием метода трехмерных вихрей» (1999), J. Comp. Phys. 152, 305-345.

Скотти и К. Менево, «Фрактальная модель для моделирования больших вихрей турбулентного потока» (1999), Physica D 127, 198-232.

С. Черутти и К. Менево, «Перемежаемость и относительное масштабирование подсеточного рассеяния энергии в изотропной турбулентности» (1998), Phys. Жидкости 10, 928-937.

Скотти и К. Менево, “Фрактальная модель для крупномасштабных нелинейных уравнений в частных производных” (1997), Phys. Rev. Lett. 78, 867.

Менево, “О переходе между вязким и инерционным масштабированием структурных функций турбулентности” (1996), Phys. Ред. E 54, 3657.

Менево, Т. Лунд и В. Кэбот, «Лагранжева динамическая подсеточная модель турбулентности» (1996), J. Fluid Mech. 319, 353.

Менево, «Статистика турбулентных подсеточных напряжений: необходимые условия и экспериментальные испытания» (1994), Phys. Жидкости А, 815.

С. Лю, К. Менево и Дж. Кац: «О свойствах подобия подсеточных моделей, выведенных из измерений в турбулентной струе» (1994), J. Fluid Mech. 275, 83.

Менево и Т. Лунд: «О лагранжевой природе каскада энергии турбулентности» (1994), Phys. Жидкости 6, 2820.

Дж. О'Нил и К. Менево, «Пространственные корреляции в турбулентности: предсказания на основе мультифрактального формализма и сравнение с экспериментами» (1993), Phys. Жидкости А 5, 158.

Скотти, К. Менево и Д.К. Лилли: «Обобщенная модель Смагоринского для неизотропных сеток» (1993), Phys. Жидкости А 5, 2306.

Менево и Т. Пуансо, «Растяжение и гашение пламени при турбулентном горении с предварительным перемешиванием» (1991), Comb. и Пламя 81, 311.

Менево, «Анализ турбулентности в ортонормированном вейвлет-представлении» (1991), J. Fluid Mech 323, 469.

К. Менево и К. Шринивасан, «Мультифрактальная природа турбулентной диссипации энергии» (1991), J. Fluid Mech. 224, 429-484.

К. Менево, К. Шринивасан, П. Кайласнат и М. Фан, «Совместные мультифрактальные меры: теория и приложения к турбулентности» (1990), Phys. Ред. А 41, 894.

К. Менево и К. Шринивасан «Размерность границы раздела в прерывистой турбулентности» (1990), Phys. Ред. А 41, 2246.

K.R. Шринивасан, Р. Рамшанкар и К. Менево, «Смешивание, увлечение и фрактальные размерности границ раздела в турбулентных потоках» (1989), Proc. Рой. Soc. Лондон. А 421, 79.

К. Менево и М. Нелкин, «Размер аттрактора в прерывистой турбулентности» (1989), Phys. Ред. А.39, 3732.

Чабра, К. Менево, Р.В. Дженсен и К. Шринивасан, «Прямое определение спектра сингулярностей f (α) и его применение к полностью развитой турбулентности» (1989), Phys. Ред. А 40, 5284.

K.R. Шринивасан, Р. Р. Прасад, К. Менево и Р. Рамшанкар, «Фрактальная геометрия границ раздела и мультифрактальное распределение диссипации в полностью развитых турбулентных потоках» (1989), Pure Appl. Геоф. 131, 43.

К. Менево и К. Шринивасан, “Простая мультифрактальная каскадная модель для полностью развитой турбулентности” (1987), Phys. Rev. Letts. 59, 1424.

К. Менево и К. Шринивасан, “Мультифрактальный спектр поля диссипации в турбулентных потоках” (1987), Nuclear Physics B, Proc. Дополнение 2 (Северная Голландия, Амстердам) с. 49.

K.R. Sreenivasan & C. Meneveau, «Фрактальные грани турбулентности» (1986), J. Fluid Mech. 173, 357.

Рекомендации

внешняя ссылка

• Биография в Университете Джона Хопкинса