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他提出了新的cokriging 模型和分层kriging 模型理论和算法,均发表于航空航天领域顶级期刊《AIAA Journal》；他主持研发了基于 模型的通用优化工具箱“SurroOpt”,其优化效率比遗传算法等可提高1?2量级；他设计出自然层流超临界翼型LSC72513和LSC74612,可使跨声速机翼阻力减小15%；他设计的9%厚度的新旋翼翼型,其优良性能已得到风洞试验验证；他改进了NPU兆瓦级风力机翼型族的粗糙度敏感性,并设计了一族18%?60%厚度的NPU多兆瓦级风力机翼型等
他的每一次创新,都于细节之处促进飞行器性能的提升；他的每一个项目突破,都直击本领域内关键科学和技术问题.他是孜孜不倦于空气动力学领域研究的科技先锋.
他1996年本科毕业于位于古城西安的西北工业大学,其后在流体力学专业获先后获得硕士、博士学位,从此成为广大航空科学技术领域研究队伍中平凡的一员,开始了艰苦卓绝的旅程.如今,作为西北工业大学航空学院教授、博士生导师的韩忠华甘当人梯,为自己的学生攀登科学高峰保驾护航.
创新引领 实现飞行器设计的奇思妙想
鸟儿在天空自由地飞翔,这让行走在地上的人类长久仰望等
蓝天的自由、太空的奥秘、莫测的变幻,人类想知道的太多等
好奇心和创造力,推动了人类对鸟类或弹丸在飞行时受力和力的作用方式的研究,从而产生了流体动力学.20世纪以来,随着航空科学技术的发展,空气动力学从流体动力学中发展出来,成为力学的一个分支.空气动力学研究的是,飞行器或其他物体在同空气作相对运动情况下的受力特性、流动规律和伴随发生的物理化学变化.飞机系毕业的韩忠华,将自己定位在了这个领域,并从此开始了在该领域的艰苦跋涉.
高效定常、非定常流动CFD （计算流体力学）数值模拟方法和主动流动控制是韩忠华博士论文期间做的主要研究方向.这一研究发展了基于预处理方法和多重网络技术的低、亚、跨、超声速流动的统一数值求解方法及用于非定常流动计算的全隐式双时间推进方法.他将该方法应用于基于合成射流的翼型主动流动控制数值模拟,并发现了合成射流动量系数一般必须在0.001以上,射流偏角在45度以下才能获得较显著流动分离控制效果的规律.
空气动力学 模型理论、算法及应用是韩忠华在德国留学期间开展的一项新的研究.他先后提出了梯度增强kriging模型、co-Kriging模型、分层kriging模型等一系列 模型新理论和方法.通过引入梯度信息,他发展了一种梯度增强的Kriging模型,提高了Kriging模型的精度和建立 模型的效率.他将统计学co-Kriging模型推广到航空领域的计算机数值模拟实验中,发展了一种新的变可信度的 模型.他还提出了分层Kriging模型理论和算法,改善了传统变可信度模型的鲁棒性和不确定度估计.同时,韩忠华还发展了基于Kriging模型的飞机压力分布的气动数据插值方法以及CFD数据和实验数据的融合方法. 模型工具箱 （rsm toolbox） 和变可信度模型工具箱 （vfm toolbox）的开发和应用,也是空气动力学 模型研究的成果之一.空中客车公司的研究人员已将其成功应用到螺旋桨桨盘数据插值中,以及超临界机翼带增升装置的气动荷载预测；欧洲防务的研究人员则将其应用于无人机气动数据分析,并认为“该工具明显优于商业软件”.
高效空气动力学和多学科优化设计理论和算法,是韩忠华2010年回国后所在团队的主攻研究方向之一.传统的空气动力学设计是一种“试凑法”,强烈依赖于设计者经验,需要反复修改外形,直到满意为止；其缺点是设计周期长,无法得到最优外形.而气动优化设计是将CFD数值模拟和优化算法相结合,利用计算机自动获得满足性能要求的最优外形的一门学科分支.多学科优化设计则是在优化过程中,同时考虑多个学科之间的相互影响,自动找到综合最优的飞行器设计方案的学科.气动和多学科优化设计方法的应用,将可能改变传统的飞行器设计的理念和模式,使飞行器性能有大幅度提升.为了适应气动和多学科优化设计研究的需要,韩忠华和他所在团队目前已经开发了一种多目标、多约束高效通用优化工具箱“SurroOpt”,并发展了气动外形参数化程序“FoilParam”、高质量计算网格生成/再生成程序“FoilGridGen”、高效CFD计算程序“PMNS2D”等一系列配套工具.未来若干年,韩忠华和他所在研究团队将致力于解决基于高可信度CFD的气动和多学科优化设计理论和算法面临的一些关键科学和技术问题,力争将该领域的研究往前扎实推进一步.
在韩忠华和他所在的团队里,创新思维活跃,学术气氛浓厚,还开展一些具有原创性的研究.2010年回国后,韩忠华根据在国外研究期间得到的启发,独立提出了建立基于XML语言的通用气动数据库技术的研究方向.经过4年多的研究,已经突破了基于XML语言的半结构化数据标准的设计、气动数据库总体框架和集成技术设计、基于气动数据库的快速数据插值和优化设计等一系列关键技术.众所周知,未来将是数据科学的时代,气动数据库技术的研究,将可能成为空气动力学研究的一个重要分支.而韩忠华和他所在研究团队正在努力推动这一方面的研究和发展.
默默坚守 做一流研究
挥戈蓝天,无论是在西北工业大学的学习、教学和科研,还是在德国宇航中心（DLR）空气动力学和流体技术研究所4年的实践,韩忠华从来都是全身心投入,默默坚守.
高效气动和多学科优化设计理论、方法及应用,是韩忠华回国后倾入心血最多的研究课题之一.韩忠华意识到,要在该领域开展一流研究,就必须发展自己的研究工具.然而开发研究工具周期长,见效慢.韩忠华认为,科学研究是一门需要等待的艺术,只有默默坚守,才能做出一流研究工作.前后历时8年时间,韩忠华主持开发了通用优化工具箱“SurroOpt”.经过大小几十种算例测试,表明SurroOpt优化效率高（比遗传算法可提高1?2量级）、全局性好,且具有多目标优化和并行优化的能力.目前,该软件的开发得到了商飞上飞院、航空工业气动院、北京机电工程研究所等研究所和工业部门的支持,并应用于超临界翼型、层流翼型、旋翼翼型、风力机翼型设计以及机翼设计、增升装置设计、螺旋桨桨尖形状优化、旋翼和螺旋桨的气动/声学综合优化、运输机气动/结构综合优化设计.
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参考文献：
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