曹志先

曹志先

曹志先，1963年10月出生，湖南沅江人，現為武漢大學教授、博導，英國Heriot-Watt大學教授。中國力學學會環境力學專業委員會副主任委員，國際泥沙研究雜誌副主編（Associate Editor, International Journal of Sediment Research）。 1982至1991年獲武漢大學河流力學與工程專業學士學位和水力學及河流動力學專業碩士、博士學位。 長期從事河流水沙動力學基礎理論、數值模擬技術及其在河流工程、水沙災害、航道等方面的套用研究。在基礎研究層面上，主要研究：水沙運動基本規律、水沙運動與河床相互作用機制、水沙動力學耦合數學模擬理論、水沙運動高性能數值計算技術等。從套用層面而論，主要研究：河道洪水、暴雨山洪、壩堤潰決洪水、滑坡體潰決洪水、冰湖潰決洪水、城市洪水和土石流；以及水庫異重流、水庫泥沙淤積、大壩下遊河床沖刷和軟體排和魚骨壩護灘帶護灘工程效應等。 主持歐盟第六框架計畫項目課題、國家重點基礎研究與發展(973)計畫課題、國家自然科學基金委委主任基金和面上項目以及橫向項目等總計二十餘項。獲英國土木工程師學會 Telford 獎 (Telford Prize 2003), 2010年美國土木工程師學會<水利工程雜誌>傑出評閱人 (Outstanding Reviewer for Journal of Hydraulic Engineering ASCE). 研究成果主要發表在本學科國際主流學術刊物上，其中SCI 收錄論文50 余篇，被他人SCI論文引用約350次，這兩項指標在中國河流動力學學科範疇處於領先位置。

基本介紹

  • 中文名：曹志先
  • 國籍：中國
  • 出生日期：1963年10月
  • 職業：教師
  • 性別：男
個人履歷,學術研究及成果,學術論文,主要貢獻,

個人履歷

1982-1991：武漢水利電力大學工學學士、碩士、博士；　1991-1996：天津大學博士後、副教授；　1996-2004：天津大學教授；　1998-2004日本Ritsumeikan大學訪問教授，英國Heriot-Watt大學高級研究員等；　2004至今武漢大學和英國Heriot-Watt大學雙重教授、博士生導師。中國力學學會環境力學專業委員會副主任委員。
主持國家重點基礎研究發展計畫(973計畫)課題、國家自然科學基金項目和歐盟第六框架計畫課題等。為Journal of Hydraulic Engineering (美國土木工程師學會 ASCE)，Journal of Hydraulic Research (國際水力工程與研究學會 IAHR)，Water Management 和 Maritime Engineering (英國土木工程師學會 ICE), Journal of Geophysical Research (Earth Surface) 和 Water Resources Research(美國地球物理聯合會 AGU), Geology (美國地質學會 GSA), Sedimentology (國際沉積學家學會 IAS)，Natural Hazards (國際防災減災學會 Springer), Advances in Water Resources(Elsevier), Coastal Engineering (Elsevier), Computers and Fluids (Elsevier), Computers and Geosciences(Elsevier), Geomorphology (Elsevier), Earth Surface Processes and Landforms (Wiley), Journal of Flood Risk Management (Wiley),River Research and Applications (Wiley), Hydrological Processes (Wiley),Environmental Fluid Mechanics (Springer) 以及中國科學 (E、G輯) 等數種國內外主流學術期刊評審人。

學術研究及成果

主持國家重點基礎研究發展計畫(973計畫)課題、國家自然科學基金項目和歐盟第六框架計畫課題等。
【1】提出了沖積河流過程的多重時間尺度理論，為定量描述水流、泥沙與河床之間耦合作用程度，界定水流挾沙力和沖積河流數學模型的適用性提供了全新的理論基礎。
【2】揭示了非均勻推移質泥沙非飽和輸移機制、促進與抑制效應；建立了相應的非飽和數學模型，並初步套用於研究沙卵石河流河床演變機制與規律。
【3】建立了壩堤潰決全場水沙耦合二維數值預報模式（含2008唐家山滑坡體潰決洪水、1998長江堤防潰決九江城市洪水等實例研究）；揭示了梯級大壩潰決洪水漸進增強機制，為極端水沙災害防禦提供了新的技術。
【4】建立了暴雨山洪、土石流水沙動力學數學模型，提出了考慮實時降雨過程的山洪災害預警指標計算方法，已經套用於多個山洪災害防禦示範流域。
【5】建立了水庫異重流生成、演化與消退全過程水沙耦合二維數學模型，並初步套用於研究黃河小浪底水庫異重流問題。
【5】在國家自然科學基金資助下（2005-2007），研究高壩大庫滑坡體誘發水沙災害的機理與數學模型。
【5】大壩潰決或拆除誘發的水沙運動與河床演變動力學 (2004-2006)，武漢大學人才引進研究基金等資助。
【5】在英國Engineering and Physical Sciences Research Council，日本Gakujutsu Frontier Program以及英國Heriot-Watt 和Southampton大學等資助下，與英國、日本學者合作（1998–2004）研究強沖積河流全耦合淺水動力學、明渠挾沙水流湍流模式、沖積河流深潭與淺灘交錯形態動力學、以及複合明渠洪水數值模擬等。
【5】國家自然科學基金和水利部聯合資助重大項目研究（1998–2002），本人以第一或獨立作者身份在國際主流學術刊物上發表8篇 SCI收錄論文。
【5】在國家自然科學基金資助下（1997–1999），研究基於湍流猝發特徵的床面泥沙上揚定量化方法。　6、在國家自然科學基金資助下（1993–1995），研究基於湍流相干結構特徵的湍流模式理論。
2010年美國土木工程師學會水利工程雜誌(ASCEJournal of Hydraulic Engineering)傑出評閱人(outstanding reviewer), 2003年獲英國土木工程師學會ICE Telford 獎。在本領域國際主流學術刊物上發表被SCI 收錄論文約50篇，被他人SCI 引用近400次，這兩項指標在中國河流動力學學科範疇處於領先地位。

學術論文

  1. Cao Z, Pender G, Carling P (2005). “Shallow water hydrodynamic models for hyperconcentrated sediment-laden floods over erodible bed.” Advances in Water Resources, Elsevier, in press.
  2. Cao Z, Pender G, Wallis S, Carling P (2004). "Computational dam-break hydraulics over erodible sediment bed." Journal of Hydraulic Engineering, American Society of Civil Engineers, 130(7), 689-703.
  3. Cao Z, Pender G (2004). "Numerical modelling of alluvial rivers subject to interactive sediment mining and feeding." Advances in Water Resources, Elsevier, 27(5), 533-546.
  4. Cao Z, Carling P, Oakey R (2003). "Flow reversal over a natural pool-riffle sequence: a computational study." Earth Surface Processes and Landforms, John Wiley, 28(7), 689-705.
  5. Cao Z, Egashira S, Carling P (2003). "Role of suspended-sediment particle size in modifying velocity profiles in open channel flows." Water Resources Research, American Geophysical Union, 39(2), art. no. 1029, 1-16.
  6. Cao Z, Carling P (2002a). "Mathematical modelling of alluvial rivers: reality and myth. Part I: general overview." Water & Maritime Engineering, UK Institution of Civil Engineers, 154(3), 207-219.
  7. Cao Z, Carling P (2002b). "Mathematical modelling of alluvial rivers: reality and myth. Part II: special issues." Water & Maritime Engineering, UK Institution of Civil Engineers, 154(4), 297-307.
  8. Cao Z, Day R, Egashira S (2002). "Coupled and decoupled numerical modelling of flow and morphological evolution in alluvial rivers." Journal of Hydraulic Engineering, American Society of Civil Engineers, 128(3), 306-321.
  9. Cao Z (1999). "Equilibrium near-bed concentration of suspended sediment." Journal of Hydraulic Engineering, American Society of Civil Engineers, 125(12), 1270-1278.
  10. Cao Z (1997). "Turbulent bursting-based sediment entrainment function." Journal of Hydraulic Engineering, American Society of Civil Engineers, 123(3), 233-236.
  11. Cao Z, Zhang X, Xi H (1996). "Turbulent bursting-based diffusion model for suspended sediment in open channel flows." Journal of Hydraulic Research, International Association for Hydraulic Research, 34(4), 457-472.
  12. Cao Z, Wei L, Xie J (1995). "Sediment-laden flow in open channels from two-phase flow viewpoint." Journal of Hydraulic Engineering, American Society of Civil Engineers, 121(10), 725-735.

主要貢獻

揭示了非耦合數學模型不適用於河床變形很快的強沖積河流過程的根源在於所套用的簡化控制方程違背了嚴格的守恆定律，建立了普遍適用於強、弱沖積河流過程的全耦合數學模型。建立了基於湍流猝發特徵的床面泥沙上揚定量化方法，為水流挾沙力和泥沙數學模型近底邊界條件等關鍵理論問題的研究提供了新途徑。並發展了一個新的明渠水沙混合湍流模式。近年在潰壩水沙動力學和暴雨山洪水沙動力學等研究方向取得實質性成果。

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