從全能學霸到首席科學家 第254章

作者:首席设计师

不過,顯然,這對計算機的算力有十分高的要求,而且一旦湍流變得複雜起來,直接數值模擬就很難得出想要的結果了,所以其一般只能用來模擬那些比較簡單的湍流模型。

“你看,咱們對湍流模型進行DNS,最終的結果就是十分的穩定,甚至我們的核潛艇最高能夠達到60節的速度。”

“嗯。”

看着這個模型上顯示的數值,林曉點點頭,確實很不錯。

當前的核潛艇速度差不多在30-40節之間,如果他們的核潛艇能夠達到60節的速度,那將近兩倍的速度,在實戰中簡直就是降維打擊,打一炮就換個地方,敵方連船都跟不上。

不過,接下來,馬爲民就打開了另外一個文件,“這個就是我們上次的下水實驗了,總共實驗了十次,每次都出現了我之前所說的情況。”

林曉點點頭,打開了文件,看了起來。

果然,前面一個小時都很正常,然而之後就會在某個時間出現問題。

看着這個結果,林曉陷入了思考中。

問題很大。

爲什麼會出現這樣的情況?

無疑,這是一件很違反直覺的事情。

都穩定咝辛四屈N久,結果爲什麼就會突然發生紊亂?

電磁場的原因?

還是流體力的原因?

頓時間,林曉也感覺到有些犯難了。

最後,他從旁邊找來了一張紙,然後用筆開始在紙上畫出了模型,以及受力分析。

旁邊的馬爲民見到林曉思考起來了,也就站在旁邊沒有打擾他,對於這種可能涉及到了頂級數學難題的問題,雖然他做出過許多成績,不過此時也只能交給林曉這位專人了。

而周圍的人見到林曉在解決問題,於是也都圍了上來,看着林曉在紙上畫的東西。

他們都知道他們遇到的問題有多不好解決,所以雖然看似都有事情做,但基本上都是在摸魚。

現在見到有大佬過來了,他們當然都很好奇。

就這樣,隨着時間的過去。

過了一會兒後,林曉忽然抬起頭,說道:“把你們的湍流模型發來,我在裏面加一點東西。”

馬爲民立馬將他們的湍流數學模型發給了林曉。

而林曉則在裏面修改了一些項,然後就放到了軟件上開始測試。

一開始,軟件中的湍流仍然穩定,只不過過了大概一分鐘之後,這個湍流忽然就紊亂起來。

見到這一幕,馬爲民和周圍的其他人頓時都露出了驚訝地表情。

林曉這剛上手,就找到了原因?

不過他們剛這麼想,軟件上的湍流又充滿變得穩定起來。

全場頓時又安靜了下來。

第三百四十九章 逐漸理解一切(劃掉)

看着重新恢復到之前那種穩定狀態的湍流模型,在場的人都知道林曉的這個模型還是失敗了。

當然,至少失敗的不是那麼徹底,畢竟它的過程中也還是出現了亂流的情況。

馬爲民走上前,問道:“怎麼樣?具體是什麼情況?剛纔怎麼突然出現了一下亂流情況?”

林曉皺了皺眉頭,說道:“我剛纔主要是在裏面增添了一些新的東西,你們之前的湍流,只是將電磁力當做一般的牛頓力,並沒有進行特殊分析,然後我將超導體的磁場力考慮進去後,就出現了這樣的問題。”

“等於說是電磁力導致了這種情況?”

馬爲民皺起眉頭,開始思考起來。

從宏觀上來說,磁流體推進器中超導線圈產生的磁場,對導電海水產生的力,可以直接視作一個完整的力。

但是兴苤鶕孔恿W,世界是不連續的,力也是一份份的,超導磁場產生的電磁力,顯然也是處處都不一樣的。

如果這麼想的話,似乎確實有可能導致這種情況的出現。

但隨後馬爲民還是產生了疑惑:“但是這種情況,也不怎麼符合牛頓力學吧?哪怕是稍微紊亂一些,我都可以理解,但是像這種特別紊亂的,導致速度大幅下降的情況,實在有些難以理解。”

“是的,我也有些難以理解。”

林曉點點頭,而後摸着自己的下巴,陷入了思考之中。

這個問題,讓他也感到有些不解。

而後,他重新在草稿紙上寫下一個公式,正是納維斯托克斯方程。

看着這個複雜,但是又充滿了數學美的偏微分方程,林曉扣了扣腦袋。

雖然現在考慮是超導磁場的力導致的問題,但顯然和流體之間的相互作用力也有很大關係。

畢竟直接的原因還是流體力之間造成的,電磁力只是間接地推動了導電的海水產生這種變化的。

當然,這樣一種解釋不通,卻又擁有着十分神奇現象的效應,也還是引起了林曉的其他想法。

或許,這是一種從來都沒有被發現過的新物理效應,而不簡簡單單只是一個偶發的力學問題。

就像霍爾效應那樣。

興許,當他們解開這個神奇現象的原理,並且掌握了之後,就能夠在其他地方上發揮作用呢?

想到這,林曉也稍微提起了重視,而後重新將目光放到了眼前的納維斯托克斯方程上面,心中犯起了難:“難不成,真的需要解開這個玩意兒?”

不過,很快,他便做出了決定。

先研究研究,研究過程中如果得到了什麼階段性的成果,說不定就能夠解決當下的這個問題呢?

隨後他便對馬爲民說道:“馬院士,那就先這樣吧,我回去再想想,你們也可以從實驗上來研究一下,既然這件事情可能和電磁力有關係,你們或許可以改變一下磁場,或者是在液體進入通道的時候,進行一些分流操作,或者是處理一下也行。”

“好,我知道了。”

馬爲民點點頭,“我們之後很快就會進行測試,到時候把結果發你。”

“嗯。”

林曉點點頭,隨後便離開了實驗室。

……

接下來的時間中,林曉便進入到了納維斯托克斯方程的研究當中。

反正自從解決了人造神經,讓石浩站起來後,他就再次進入了休息的狀態中,接下來的時間,也正好來研究研究這個數學問題。

當然,十分的不簡單就對了。

“教授,你這是……在研究納維斯托克斯方程嗎?”

京大,林曉的辦公室中,陳明凱看着自己教授研究的東西,似乎十分的複雜,臉上便不由露出了好奇。

林曉點點頭,說道:“是的。”

“那你研究的是什麼啊?某種哂脝幔俊�

“呃……不是。”林曉說道:“證明它解的存在性以及光滑性。”

“哦,這個啊……”陳明凱恍然大悟,但猛然間他反應了過來,臉上頓時露出震驚之色:“您的意思是說……那個千禧年難題?”

“咳咳,別這麼驚訝,淡定,我又不是沒證明過千禧年難題。”林曉笑了笑,隨後說道:“更何況,也只是證明一個千禧年難題而已,又不是解出它的通解。”

陳明凱頓時翻了個白眼。

自己這個老師,什麼都好,就是太牛逼了。

當然,也確實如林曉說的那樣,千禧年大獎難題中的“證明納維斯托克斯方程解的存在性與光滑性”的難度,相比起接觸納維斯托克斯方程的通解,還是要稍顯簡單一些。

納維斯托克斯方程,是一個偏微分方程,求解偏微分方程,是這個領域的數學家經常研究的一個方向,而這一點是比較困難的。

而想要解開納維斯托克斯方程,則更加困難了,幾乎被認爲是不可能解開的問題。

因爲它不像歐拉方程那樣比較容易求得通解,納維斯托克斯方程中因爲多了一個二階導數項μ△v,於是就導致其除了在一些特定的條件下,很難求得其通解。

所以,千禧年大獎難題中也只要求證明其解的存在性,而沒要求解出其通解是什麼,至於所謂的光滑性,指的是最後的通解可以寫成一個【光滑函數】,其具有無窮可導性,就比如e^x的導數是其本身。

而一旦解出其通解,那就不得了了,所有和流體力學有關的東西,都將得到極大的簡化,比如水的流動,都可以用這個通解去輕鬆地描述出來,再或者是對飛機的氣動優化等等,過程都將得到極大的簡化。

不過也正因爲求出通解的難度很大,所以幾乎沒有多少人研究這個方向。

而陳明凱也沒有想過自己的老師能找到這個通解,所以就問道:“那教授,你找到證明方法了嗎?”

“沒有。”

林曉說道,隨後就瞥了一眼陳明凱,沒好氣地說道:“你閒着沒事幹在這裏幹嘛?論文選題選好了沒?七月份之前你可必須得選好了。”

“啊這……”

陳明凱一愣,然後連忙說道:“很快就選好了,教授您放心吧,我保證不拖延症了。”

看着這傢伙跑走的樣子,林曉失笑地搖搖頭,隨後不再多想,繼續研究起了納維斯托克斯方程。

“如果現在的這種方法不行的話……或許我應該換一種思路嗎?”

“唔……那就先從特殊解開始吧。”

NS方程的特殊解,基本都屬於最簡單情況的平行流動。

這方面有代表性的流動是圓管內的哈根-泊肅葉流動和兩平行平板間的庫埃特流動。

林曉找到了這兩種特殊解。

首先是哈根-泊肅葉流動,這屬於管流,也就是在圓管中的流動,這種流動顯然是比較簡單的。

【u=-△p/(4μL)(D^z/4-r^z)】

【Q=-π△pD……】

寫下幾行式子,根據這些式子,林曉的腦海中也直接想象出了一個管子,然後裏面是液體,順着這根管子流動着。

而後他又看起了庫艾特流動,然後也用同樣的方法,先在腦海中建立起了模型,然後直接進行模擬。

“唔……這種流體都屬於比較簡單的,如果再換個比較複雜點的呢?”

就比如馬爲民他們計劃研究的磁流體推進。

其就是將導電的水當做磁流體,然後就可以通過反作用力來實現推進。

林曉開始嘗試用大腦來模擬,不過這種就顯然相當的複雜了,他在腦海中模擬了許久之後,幾乎都百分百載荷了,能夠模擬的也還是十分受限。

當然,慢慢“加載”一下,他也還是能夠勉強實現。

就這樣,他的目光忽然一亮。

接着他便迅速地拿起了筆,再次對原先的湍流模型進行了一個改善。

隨後,他便將這個模型弄到軟件上,開始加載跑了起來。

依然一樣,一開始很穩定,但是隨着時間過去,突然間,這些液體開始胡亂地動了起來,十分的不穩定。

而這次亂流,持續了整整十多分鐘。

而十多分鐘後,它還是再一次恢復了原先的穩定流動狀態。

看到這,林曉並不意外。

只不過,他的臉上露出了笑容。

他逐漸理解了一切(劃掉)——他逐漸理解了這些流體的本質。

第三百五十章 興趣改變的孔華安?

此時的林曉,通過自己腦海中對磁流體推進器通道內湍流的建立,最終找到了那麼隱隱一絲可以用來解釋這些流體的東西。

看着軟件上面的這個湍流模型,林曉的心中微微一動。

“所以,這個流體模型,還可以進一步變化。”

林曉再次拿出筆,對原先的湍流模型進行了改變,然後便再一次將這個模型放到了軟件上進行模擬。

而這一次,相比起之前幾次持續時間都不長的亂流狀態,這一次則持續了很久,持續將近半個小時。

不過林曉對此還是有些不滿意,繼續對湍流模型進行了修改,然後又得到了一個全新的模型,再次模擬後,經過一段時間的平穩流動後,亂流再一次出現,並且這一次,整整持續了將近兩個小時。

“還是不夠完美。”