【概况】

张永明，云南人，天津市出生，天津大学机械学院力学系副教授，博士生导师，于2001年、2005年和2008年分别获得天津大学力学系学士、硕士和博士学位，天津大学机械学院博士后（2008.2-2008.11），英国帝国理工学院（Imperial College London）博士后（2008.12-2011.10）。目前主要研究大型水下航行体边界层的转捩问题，以及复杂边界层的流动稳定性和转捩机理。长期专门从事边界层转捩机理、转捩预测和相关计算方法的研究。对自然转捩整个过程中各个主要环节都进行过研究并有相关成果发表，包括：小扰动感受性、小扰动线性演化、扰动非线性演化、Breakdown早期、Breakdown中后期、以及转捩后向充分发展湍流的演化，还专门研究过旁路转捩。至今作为第一/通讯作者在高水平期刊Journal of Fluid Mechanics、Physics of Fluids、Ocean Engineering、Applied Mathematics and Mechanics (English Edition)等发表论文数十篇，期刊邀请论文1篇，编辑采选论文1篇；发表学术专著1部；授权国家发明专利十余项；在国际、国内学术会议做主题报告、邀请报告多次；负责国家级重大/重点项目课题2项、国家级科研项目3项、省部级项目1项。欢迎具备力学、机械、数学、航空、航天、船舶、土木等相关学科背景的学生推免或者报考本人的博士和硕士研究生。

【教育背景】

2005年2月 至 2008年1月 天津大学机械学院力学系流体力学专业(博士) 导师：周恒 教授、院士 2001年9月 至 2005年1月 天津大学机械学院力学系流体力学专业(硕士) 导师：周恒教授、院士 1997年9月 至 2001年6月 天津大学机械学院力学系工程力学专业(学士)

【学术经历】

2015年6月 至 今 天津大学机械学院力学系 副教授 2012年2月 至 2015年6月 天津大学机械学院力学系 讲师 2008年12月 至 2011年10月 英国帝国理工学院(Imperial College London)数学系 博士后 2008年2月 至 2008年11月 天津大学机械学院 博士后

【讲授课程】

1． 流体力学; 2． 工程流体力学; 3． 渐近方法(Asymptotic method 全英文); 4． 流体力学的数值模拟方法(Numerical methods in fluid dynamics 全英文); 5. 英文科技论文写作。

【教学成果】

指导学生获奖： 1.吕军波.第20届天津大学机械工程学院博士生学术论坛“优秀报告奖”. 2024.11.01. 2.刘斌.天津大学2024届优秀毕业生（博士）.2024年6月 3.刘斌.天津大学2024年校级优秀博士学位论文.2024年6月 4.刘竟成.第十二届全国流体力学学术会议“优秀论文”.2022.11.21. 5.刘斌.研究生“国家奖学金”.2022年10月 6.刘斌.第18届天津大学机械工程学院博士生学术论坛“优秀报告奖”. 2022.11.08. 7.刘竟成.第17届天津大学机械工程学院博士生学术论坛“优秀报告奖”. 2021.11.04. 8.刘斌.第十一届全国流体力学学术会议“青年优秀论文”.2020.12.29.

【研究方向】

1． 大型水下航行体边界层的转捩问题。 2． 复杂边界层的流动稳定性和转捩机理。

【学术兼职】

美国航空航天学会American Institute of Aeronautics and Astronautics（AIAA）会员

【科研项目及成果】

作为项目负责人，负责的主要项目有 1.2023-2027 ***基础加强重点项目（国家级项目）课题一，JKW，300万元 2.2021-2024 水下回转体首部超疏水表面边界层自然转捩机理的研究，国家自然科学基金面上项目，70万元 3.2020-2023 不可压三维曲面边界层流动失稳机理研究，国家自然科学基金重大研究计划集成项目课题，127万元 4.2017-2020 高超声速椭圆锥短轴流向涡处的全局稳定性研究，国家自然科学基金面上项目，68万元 5.2013-2015 展向局部自由流湍流下边界层bypass转捩的二次失稳机理的研究，国家自然科学基金青年项目，26万元 6.2013-2015 带展向局部型条纹的边界层二次失稳的研究，教育部高等学校博士学科点专项科研基金，4万元 作为参与人参加的主要项目： 1.2018-2022 空气离解高超声速边界层转捩和湍流研究，国家自然科学基金重点项目，320万元 2.2016-2021 高超声速边界层转捩机理与预测方法研究，国家重点研发计划，625万元 3.2015-2018 亚、超音速射流中不稳定波和相干结构的噪音产生机理，国家自然科学基金面上项目，86万元 4.2015-2018 高超声速边界层自然转捩中的感受性研究，国家自然科学基金面上项目，80万元 5.2014-2018 与超声速/高超声速飞行器有关的边界层转捩预测方法及湍流计算的研究，国家自然科学基金重点项目，300万元 6.2014-2016 流动稳定性、转捩及湍流计算，教育部“创新团队发展计划”，300万元 7.2013-2016 亚、跨声速下结构/气动参数与离心叶轮顶隙涡流耦合机理的研究，国家自然科学基金，80万元 8.2013-2015 边界层转捩的一个基本问题：来流扰动的刻画和'卷入'过程，教育部高等学校博士学科点专项科研基金，12万元。

【代表性论著】

*表示通讯作者 1.Junbo Lv, Yongming Zhang*, Jianhua Liu. Numerical investigation on the natural transition of boundary layers on an underwater axisymmetric body with heated/cooled walls. Physics of Fluids, 2025, 37(2): 024110 2.Lei Zhao, Di Liu, Chenhao Kong, Junbo Lv, Yongming Zhang*, Jianhua Liu. Numerical investigation on effect of non-parallelism on natural transition in boundary layers around underwater axisymmetric bodies. Physics of Fluids, 2024, 36(11): 114101 3.王飞骏,武之峥,吕军波,张永明*,刘建华. 剪切流动的空间模式稳定性问题特征值分布. 中国科学: 物理学 力学 天文学, 2024, 54(10): 104709 4.Bin Liu, Yongming Zhang*, Jianhua Liu. Influence of bow shape and model scale on the natural transition in boundary layers on underwater axisymmetric bodies with a superhydrophobic surface. Physics of Fluids, 2024, 36(7):074102 (Editor’s Pick, 编辑采选文章) 5.Lei Zhao, Wenqiang Zhou, Xinliang Li, Shaolong Zhang, Yongming Zhang*. Prediction of Transition Locations in Regions of the Minor Axis of Hypersonic Elliptic Cones Using the BiGlobal-eN Method. Advances in Applied Mathematics and Mechanics, 2024, 16(4): 805-832 6.刘竟成,刘建华,张永明*. 水下回转体首部边界层流动稳定性及自然转捩研究进展综述. 实验流体力学, 2024, 38(2): 40-51 7.刘建华*,张彬,徐良浩,张占阳,潘翀,张永明,朱文博. 水凝胶延迟水下回转体边界层自然转捩机理研究. 实验流体力学, 2024, 38(2): 1-13 8.Junbo Lv, Jingcheng Liu, Yongming Zhang*, Jianhua Liu. Optimization design of forebody shape of an underwater axisymmetric body for transition delay using a genetic algorithm. Ocean Engineering, 2024, 301: 117529 9.Bin Liu, Jianhua Liu, Yongming Zhang*. Numerical investigation of the natural transition in boundary layers on underwater axisymmetric bodies with superhydrophobic surfaces. Physics of Fluids, 2024, 36(1): 014124 10.Junbo Lv, Yongming Zhang*. Numerical study of the natural transition of water boundary layers over heated/cooled flat plates. Physics of Fluids, 2023, 35(6): 064106 11.Jingcheng Liu, Jianhua Liu, Yongming Zhang*. Influence of Reynolds number on the natural transition of boundary layers over underwater axisymmetric bodies. Physics of Fluids, 2023, 35(4): 044107 12.Yongming Zhang*, Di Liu, Ning Li. Critical transition Reynolds number for the incompressible flat-plate boundary layer as searched by numerical simulation. Advances in Applied Mathematics and Mechanics, 2023, 15(4): 1056-1075 13.Bin Liu, Jianhua Liu, Yongming Zhang*. A numerical study of the natural transition in a gas–liquid two-phase boundary layer over a flat plate taking account of interphase slip. AIP Advances, 2022, 12(8): 085218 14.Bin Liu, Yongming Zhang*. Numerical investigation of the natural transition in flat-plate boundary layers on superhydrophobic surfaces considering the influence of the leading edge region. AIP Advances, 2022, 12(3): 035140 15.Jingcheng Liu, Xuesen Chu, Yongming Zhang*. Numerical investigation of natural transitions of bow boundary layers over underwater axisymmetric bodies. Physics of Fluids, 2021, 33(7): 074101 (期刊邀请论文) 16.Bin Liu, Yongming Zhang*. 2020. A Numerical Study on the Natural Transition Locations in the Flat-plate Boundary Layers on Superhydrophobic Surfaces. Physics of Fluids, 2020, 32(12): 124103 17.Yongming Zhang*, Wenqiang Zhou, Xiangzhen Chen. An investigation on the disturbance evolution and the transition by resonant-triad interactions with a side-frequency disturbance in a boundary layer. Physics of Fluids, 2020, 32(7): 074101 18.Yongming Zhang*, Xiangzhen Chen, Jisheng Luo. Study of Secondary Instability of a Streaky Boundary Layer Under Spanwise-Localized Free-Stream Vortical Disturbances. Advances in Applied Mathematics and Mechanics, 2019, 11(3): 686-699 19.Anyong Zhang, Ming Dong*, Yongming Zhang. Receptivity of secondary instability modes in streaky boundary layers. Physics of Fluids, 2018, 30(11): 114102 20.李晓虎,张绍龙,刘建新,黄章峰,罗纪生,张永明*. 高超声速椭圆锥短轴流向涡的二维全局稳定性分析. 空气动力学学报, 2018, 36(2): 265-272 21.Yongming Zhang*. Critical transition Reynolds number for plane channel flow, Applied Mathematics and Mechanics (English Edition), 2017, 38(10): 1415-1424 22.栾溟弋,张永明*. 可压缩边界层稳定性问题特征值的分布. 中国科技论文，2017, 12(5): 500-506 23.Yongming Zhang*, Jisheng Luo. Application of Arnoldi method to boundary layer instability. Chinese Physics B, 2015, 24(12): 124701 24.Yongming Zhang*, Caihong Su. Self-consistent parabolized stability equation (PSE) method for compressible boundary layer. Applied Mathematics and Mechanics (English Edition), 2015, 36(7): 835–846 25.周恒,苏彩虹,张永明. 《超声速/高超声速边界层的转捩机理及预测》. 科学出版社, 2015年3月, ISBN 978-7-03-043482-1 26.张永明*,苏彩虹. 更自洽的抛物化稳定性方程在可压缩边界层的应用. 气体物理-理论与应用，2014, 9(3): 86-95 27.张永明*. PSE及其在可压缩边界层转捩问题中的应用. 气体物理-理论与应用，2009, 4(2): 94-105 28.Ming Dong, Yongming Zhang, Heng Zhou*. A new method for computing laminar-turbulent transition and turbulence in compressible boundary layers-PSE+DNS. Applied Mathematics and Mechanics (English Edition), 2008, 29(12): 1527-1534 29.Yongming Zhang, Heng Zhou*. PSE as applied to problems of transition in compressible boundary layers. Applied Mathematics and Mechanics (English Edition), 2008, 29(7): 833-840 30.Yongming Zhang, Heng Zhou*. PSE as applied to problems of secondary instability in supersonic boundary layers. Applied Mathematics and Mechanics (English Edition), 2008, 29(1): 1-8 31.Yongming Zhang, Heng Zhou*. Verification of parabolized stability equations for its application to compressible boundary layers. Applied Mathematics and Mechanics (English Edition), 2007, 28(8): 987-998 32.Yongming Zhang, Heng Zhou*. Numerical study of local boundary layer receptivity to freestream vortical disturbances. Applied Mathematics and Mechanics (English Edition), 2005, 26(5): 547-554 授权发明专利： 1.张永明,刘迪,孔晨浩,吕军波,刘建华,赵磊. 一种考虑非平行性的水下回转体边界层的转捩预测方法. 专利号: 2024105572693. 授权公告日:2024年11月19日 2.张永明,吕军波,刘竟成,刘建华. 基于遗传算法的水下回转体首部外形的转捩延迟优化方法. 专利号:2024102276734. 授权公告日:2024年09月17日 3.刘建华,黄红波,张永明,刘竹青,孙红星. 一种水介质中边界层转捩位置测量方法. 专利号: 2021115011691. 授权公告日:2023年05月12日 4.张永明,刘斌. 一种预报超疏水表面曲面边界层转捩位置的方法. 专利号: 2022107697035. 授权公告日:2023年01月24日 5.张永明,吕军波. 一种壁面加热/冷却的水下平板边界层转捩位置的预测方法. 专利号: 2022101747469. 授权公告日:2022年12月09日 6.张永明,刘斌. 考虑前缘区修正的超疏水表面平板层流边界层的计算方法. 专利号: 2021114271390. 授权公告日:2022年05月27日 7.张永明,刘竟成. 一种水下航行体表面层流区壁面脉动压力频谱预测方法. 专利号: 2021109570852. 授权公告日:2022年05月20日 8.张永明,刘竟成,刘建华,褚学森. 一种基于稳定性理论的水下回转体首部线型优选设计方法. 专利号: 2021101795839. 授权公告日:2022年03月04日 9.张永明,周文强. 基于全局稳定性分析的高超声速飞行器转捩预测方法. 专利号: 2021105071681. 授权公告日:2022年02月18日 10.张永明,刘斌. 一种考虑相间滑移的气液两相流计算方法. 专利号: 2021101215087. 授权公告日:2022年02月18日