24
香港科技大學
2015-2016
年報
25
氣體動力學的建模和計算
對氣體動力學的數學描述主要為在微觀尺度上基
於粒子傳輸及碰撞的玻爾茲曼（
Boltzmann
）方
程，和在宏觀尺度上基於氣體波動運動的
Navier-
Stokes
方程，但在這兩個尺度之間一直缺乏可靠
的描述氣體運動的方程。徐昆教授（數學系）及
其團隊成功發展出一套適用於所有尺度的對氣體
動力學描述的方法，其主要思想是利用計算網格
單元大小及時間步長作為模型尺度對氣體運動直
接建模，構建出在離散空間裡的流體力學運動方
程，並開發出統一氣體動理學格式（
UGKS
）對
其求解。
UGKS
已經應用於研究非平衡態氣體流
動，及飛行器在近空間的飛行，對未來天地穿梭
機的研製與應用有著重大意義。另外，這套直接
模擬方法也已經成功用於輻射轉移與等離子模擬
的數值演算上，並可應用於其它多尺度的傳輸問
題。這些研究成果已經刊登於多份學術期刊，包
括《
Journal of Computational Physics
》、
《
Commun i ca t i on s i n Compu t a t i ona l
Physics
》、《
Physics of Fluids
》。
硅激光技術
劉紀美教授（電子及計算機工程學系）及其研究團
隊與加州大學聖塔芭芭拉分校、桑迪亞國家實驗室
以及哈佛大學的研究員合作，成功地直接在硅表
面製造微小激光，為半導體／光子領域帶來重大突
破。將激光投射到微處理器，可以提升微處理器性
能，大幅降低所消耗的能量，從而為硅平台的光
子與電子結合跨出一大步。這次突破尤其適用於高
速數據通訊，研究成果已經在《
Applied Physics
Le t te r s
》刊登，並於美國物理聯合會新聞稿
刊載。
建築立面設計平台
現代建築物造型複雜，建造成本往往非常高昂。
不過，計算幾何和電腦輔助設計的最新發展，卻
可大大降低這類建築物的竣工時間和成本風險。莊
納雅教授（工業工程及物流管理學系）正率領研
究小組，開發一個為建築資訊模型（
BIM
）而設的
CAD
／
CAM
整合平台，協助立面面向製造與裝配
設計（
DFMA
）。這套工具開發完成後，可以輔
助建築工程現時最新的商用軟件系統。有關研究項
目已獲得創新及科技基金資助。
超級氣冷鞋
李家碩客座教授（工業工程及物流管理學系）與
系內三名校友發明「超級氣冷鞋」，他們使用的
專利
Aersoothe
氣冷技術，可以令鞋子在行走短
短
10
－
15
分鐘後便循環上相當於
100
罐之多的氣
體。設於氣冷鞋底部的彎曲啟動泵送系統，能令
排汗排熱的效率提升
50
倍，而且不影響鞋子的舒
適和穩定性。氣冷鞋又能夠紓緩腳汗多、香港腳
等多種因過濕過熱引起的足部問題。
奠下
HCV
及
HIV
疫苗基礎
Matthew McKay
教授（電子及計算機工程學系、
生物醫藥工程學部）及其研究小組，在研究丙型肝
炎（
HCV
）與愛滋病（
HIV
）病毒蛋白質的生物化
學及免疫學特性方面，取得突破發現，有助將來開
發疫苗對抗這兩種致命病毒。有關
HCV
的研究成果
已刊登於《
Journal of Virology
》。
對抗香港海洋缺氧現象
香港水域的富營養化現象／缺氧現象源於珠江和
本地的污水排放。甘劍平教授（環境學部及數學
系）獲大學教育資助委員會撥出
3,600
萬港元科
研基金，研究富營養化現象／缺氧現象上升的成
因，同時提供分析工具與科學方法，遏止甚至逆
轉這個趨勢。這項研究同時致力確保香港整體的
海洋環境可持續發展。
螢光顯微鏡技術取得突破
杜勝望教授（物理學系及生物醫藥工程學部）與
其他研究人員合作，發明了一種簡單有效而且成
本低廉的方法，製造超薄
Besse l
（無衍射）層
光，能夠在不損害樣本的前提下，長時間取得活
細胞的高解像成像。這個方法令螢光顯微鏡技術
取得重大進展，因為與共軛焦顯微鏡相比，前者
的光毒性極低（
~1/1000
）。科大已成立初創公
司光原創新科技有限公司，將這項發明產業化。
