姓名：褚开维

职称：教授/博导

称号：永利集团88304官网集团特聘教授

研究方向：

(一) FEM\DEM\CFD等模拟仿真方法的开发和应用

(二) DEM粗粒化(CG)理论的开发和应用

(三) 地下工程流-固耦合问题数学建模及在突涌水灾害机理研究及防控的应用

(四) 基于CFD-DEM方法的复杂颗粒-流体系统的数值模拟研究

(五) 大规模参数化建模和计算、数据挖掘、深度学习、专家系统和智能制造

个人简介

研究方向为“颗粒-流体系统的数值模拟和优化”，其中“颗粒系统的动力学描述”是2005年《科学》杂志的125个亟待解决的科学问题之一。具有20多年的耦合的计算流体动力学和离散单元法模型（CFD-DEM）开发经验，研究成果被同行在SCI顶级期刊评价为“重大进展”、“跃升”和“更先进的策略”等（见附图）。

共发表SCI期刊和国际会议论文80余篇，其中SCI核心合集收录49篇（按中科院分区：2区和1区期刊41篇）。论文在Google Scholar总引用次数3570次，H指数为26（数据取自2022年9月3日），包括3篇（第一作者）“Most Cited Articles（高引用论文）”和7篇（第一作者）“TOP25 Hottest Articles（热点论文）”。在CFD-DEM领域发表的SCI论文数曾长期排名世界第二。主持或参与>15工业项目，撰写11部第一作者工业报告，提出了大量的创新性解决方案。

在流固耦合领域多次提出创新：

（1）开发了国内首个CFD-DEM软球模型，被科技部鉴定为“国际先进水平”

（2）开发了全球首个可以通用地模拟三维、复杂和大型颗粒-流体多相流系统的CFD-DEM模型和模拟计算平台，已被用于解决10多个实际工业问题；

（3）开发了自主可控的固结颗粒（Bond）与CFD-DEM耦合模型及粗粒化理论和模拟方法，研究固结颗粒体和固体材料细观力学演变规律及破碎行为，为岩土工程中突涌水灾害提供新的研究手段，此外还可用于固体火箭发动机、循环流化床等多个流固耦合系统，具有广阔的应用前景。

图1：德国汉堡科技大学Stefan Heinrich 教授的评价

图2：美国犹他大学教授Rajamani的评价

图3：浙江大学岑可法院士的评价

图4：中科院过程所李静海院士的评价

图5 基于固结颗粒的CFD-DEM模型总体研发思路及应用

图6 基于固结颗粒的CFD-DEM模型在突涌水灾害中的应用

图7 开发的DEM bond模型（源程序）计算结果示例

科研项目

1) 山东省自然科学基金面上项目，ZR2022ME196，一种用于催化裂化的新型循环流化床的基础研究，2023-2025，10万，在研，主持。

2) 国家重点实验室开放基金，固体火箭发动机大规模气-固两相流动算法研究，2020-2022，40万，在研，主持。

3) 山东省人才基金项目，地下工程流-固耦合高精度数学建模及灾害预测，300万，在研，主持。

4) 国家自然科学基金重大项目，51991391，施工期超长跨海隧道不良地质体的精细超前探测与防灾技术，2020-2024，430万，在研骨干。

5) 澳大利亚政府和工业联合基金，IH140100035，ARC Hub of Computational Particle Technology（计算颗粒技术国家研究中心），2017-2021，约6000万，在研，联合主持（排名13，共31人）。

6) 澳大利亚政府和工业联合基金，LP130100365，Fundamental studies of multiphase flow and separation performance of natural medium cyclones for recovering waste coal（用于废煤回收的自然介质旋流器的基础研究），2013-2016，约225万，已结题，参与。

7) 澳大利亚政府基金，DP110105161，Developing novel aerosol inhalers for pulmonary drug delivery from the fundamental understanding of powder dispersion mechanisms（新型肺部给药吸入器的粉体分散机理的研究），2011-2013，约125万，已结题，参与。

8) 澳大利亚政府基金，DP1097130，Discrete particle modelling and analysis of complex particle-fluid flows（复杂颗粒-流体系统的数值建模和分析），2010-2012，约180万，已结题，联合主持（2/3）。

9) 澳大利亚政府和工业联合基金，LP100100299，Particle scale modelling and analysis of the multiphase flows in coal preparation（选煤工业多相流系统的颗粒尺度数值模拟研究），2010-2012， 约350万，已结题，参与。

10) 澳大利亚政府和工业联合基金，LP0775286，Particle scale modelling of dense medium cyclones in coal preparation（重介质旋流器颗粒尺度数值模拟究），2007-2009，约250万，已结题，参与。

11) 澳大利亚政府和工业联合基金，LP0991678，Experimental and numerical studies of the packing and piling of coal（煤堆积的实验和数值研究），2007-2009，约120万，已结题，参与。

论文与专著

[1] Z.Li, K.Chu^*, Z.Zhou, Y.Feng, A.Wang, Prediction of medium-to-coal ratio effect in a dense medium cyclone by using both traditional and coarse-grained CFD-DEM models, Particuology, (2022), 68: 44-56.

[2] Li Z Y, Tong Z B, Yu A B, Miao H, Chu K W. Numerical investigation of separation efficiency of the cyclone with supercritical fluid–solid flow. Particuology, (2022), 62: 36-46.

[3] Ji L, He L, Chu K, et al. How do particles with sizes close to cut size affect the multiphase flows and performance of hydrocyclones. Industrial & Engineering Chemistry Research, (2021), 60: 18477-18489.

[4] Li L, Shang C, Chu K, et al. Large-scale geo-mechanical model tests for stability assessment of super-large cross-section tunnel. Tunnelling and Underground Space Technology, (2021), 109: 103756.

[5] Chu K.W.*, Wang Y., Zheng Q. J., Yu A. B., Pan R. H., CFD-DEM study of air entrainment in falling particle plumes. Powder Technology, (2020), 361: 836-848.

[6] Li Z. Q.*, Chu K. W.*, Pan R. H., Yu A. B., Yang J. Q. Computational Study of Gas-Solid Flow in a Horizontal Stepped Pipeline. Mathematical Problems in Engineering, 15, (2019).

[7] Ji L., Kuang S.*, Qi Z., Chen J., Chu K., Yu A.* Prediction of separation performance of hydrocyclones by a PC-based model, Separation and Purification Technology, (2019), 141-150.

[8] Ji L., Chu K. W.*, Kuang S., Chen J., Yu A. B. Modeling the multiphase flow in hydrocyclones using the coarse-grained volume of fluid-discrete element method and mixture-discrete element method approaches, Industrial & Engineering Chemistry Research, (2018), 57: 9641-9655

[9] Wahyudi H.*, Pinem M., Rosyadi I., Chu K,. Numerical Study of Biomass Gasification in 3D full-loop circulating fluidized beds using a Eulerian multi-fluid model. International Journal of Technology, (2018), 9: 229-237.

[10] Chu K. W.*, Chen J., Wang B., Yu A. B., Vince A. Understand solids loading effects in a dense medium cyclone: Effect of particle size by a CFD-DEM method. Powder Technology, (2017), 320, 594-609.

[11] Chu K. W.*, Chen J., Yu A. B., Williams R. Numerical studies of multiphase flow and separation performance of natural medium cyclones for recovering waste coal. Powder Technology, (2017), 314: 532-541.

[12] Chen J.*, Chu K. W., Zou R. P., Yu A. B., Vince A., Barnett G. D., Barnett P. J., (2017). Systematic study of the effect of particle density distribution on the flow and performance of a dense medium cyclone. Powder Technology, 314, 510-523.

[13] Zheng Q. J.*, Xu M. H., Chu K. W., Pan R. H., Yu A. B., Vince A., Barnett G. D., Barnett P. J., A coupled FEM/DEM model for pipe conveyor systems: analysis of the contact forces on belt. Powder Technology, (2017), 314 , 480-489.

专利与软件著作权

[1] 中国发明专利（ZL 2007 1 0018833.0）：“一种S-型流化床”。发明人：褚开维，余艾冰。授权公告日：2010年5月19日。

[2] 中国发明专利（CN112629305B）：“一种用于地下密闭管道的散热装置、系统及方法”。发明人：褚开维，何丹丹等。授权公告日：2021年10月22日。

[3] 国际专利申请 (PCT/AU2017/051239): “金属粉末3D打印气流系统”。发明人：Martinich J. and Chu K. W.

[4] 中国发明专利（CN112131633A）：“一种基于粗粒化计算理论的流固耦合仿真方法及系统”。发明人：李利平、商成顺、周宗青、褚开维、屠文锋等。

[5] 中国发明专利（CN113722981A）：“工程灾变和注浆加固过程中岩土体强度变化的模拟方法”。发明人：周宗青、白松松、李利平、褚开维、王美霞等。

褚开维教授始终坚持务实、创新、开放、包容的教书育人理念，培养了多名优秀硕士研究生，多名硕士毕业生获得“优秀毕业生”称号。

欢迎对岩土工程、流固耦合模拟、离散单元法及计算流体动力学等方面感兴趣的同学报考博士、硕士研究生！

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