天才學霸?我只是天生愛學習 第208章

作者:模拟空心菜

  陳輝和鄂維南院士看完新聞,神色都有些沉重,這起事故無疑是慘烈嚴重的。

  “據說是因爲當地溫度太高,暖空氣密度不夠,沒能提供足夠的升力導致的……”

  楊馳閒聊着道聽途說的消息。

  “沒想到連波音都會出這種事情。”

  陳輝感嘆,“沒記錯的話,這應該是波音787首次出事故吧?”

  “這有什麼稀奇的,波音也不過是個組裝公司而已,發動機都不是他們自己生產的。”

  鄂維南搖頭,“我們國產的C919也一樣,發動機也是進口的。”

  陳輝點頭。

  雖然目前華夏戰鬥機發動機已經追上了世界前列,但商用的飛機發動機跟戰鬥機發動機還是有許多區別,短時間內沒辦法將這項技術從軍用轉向民用。

  但耐高溫材料和多尺度流體模型,卻是可以用的,如果完成研發,對民用飛機發動機的提升同樣巨大。

  到時候,大家坐飛機不僅更安全,也會更便宜。

  與此同時,在距離陳輝他們不遠的成飛會議室中,戰堂堂主特地從京城飛過來,面色凝重的說道,“在藍星油庫那邊,我們的飛行員與大米的飛行員進行了一場遊戲,雖然最後贏了,但在返航時,因爲長時間高強度的戰鬥,發動機發生了熱壅塞,還好我們的飛行員經驗豐富,化險爲夷。”

  所謂熱壅塞,就是在燃燒時燃燒釋熱無法有效擴散,導致壓力異常傳播與氣流速度下降,當氫當量比超過0.61或燃燒室結構設計不當時,隔離段無法調節過高壓力,形成向上遊傳播的壓力波並引發流動壅塞。

  簡單來說就是火焰直接“回退”到進氣道,這是非常危險的情況。

  “直接派銀杏葉過去!”

  成飛的主任工程師段曉飛強硬的說道,雖然銀杏葉還沒完全完成列裝,但戰鬥力是毋庸置疑的,即便只有幾架,但足以改變局部戰場的局勢。

  搖頭,“這不是我們該關心的事情,我們應該關心的是怎麼解決這個問題,這不僅關乎到飛行員的安全,更關乎華夏的未來!”

  很多情況他並沒有跟這些研究員們明說,

  但偷國的小動作如同兒戲,沒能成功,阿三與阿巴的戰鬥更是丟了個大臉,本想露露臉,結果把屁股露出來了,被兔子的裝備打了個6:0,也讓阿美的意圖化爲泡影,但它並沒有放棄,而是繼續在藍星油庫地區挑事。

  這個時候,強大的裝備就顯得非常重要了。

  “最近陳教授也正在研究這個問題,已經有了些進展,但想要完全解決,恐怕還需要很長的時間。”

  成飛負責人趙昀東開口說道,他雖然也是搞技術出身,但早已不會像段曉飛那樣衝動。

  戰堂堂主點頭,“陳教授那邊,你們全力配合,加大資源投入,要什麼給什麼,一定要不惜代價,儘快解決這個問題。”

  “但我們也不能把所有希望都放在陳教授一個人身上,你們再成立一個專項研究小組,同時研究這個問題,享受跟陳教授一樣的待遇。”

  華夏傳統向來如此,飽和式救援,飽和式研發。

  是人民鑄就的歷史,團結就是力量,這不是講個人英雄主義的時候。

  “筒子們,現在已經到了危急存亡的關頭了!”

  神色凝重的說道。

  ……

  清晨六點,華夏空氣動力研究與發展中心的激波風洞控制大廳裏,熒光燈在金屬控制檯上投下冷白的光。

  陳輝站在全息投影前,指尖快速劃過空氣動力學模擬圖,藍色流場在他瞳孔裏投射出數學公式的殘影——那是他昨夜推導的LES湍流模型修正項。

  “陳教授,風洞預抽完成,總壓穩定在80atm,總溫2980K。”操作檯前的研究員林正則探過頭,額角沾着熬夜的汗漬,“燃燒室模型已經裝入噴管,PIV激光器和LIF系統最後一次自檢通過。”

  陳輝點頭,目光掃過牆上的倒計時屏——00:05:00。

  今天要驗證的是他改進的CFD模型,重點是燃燒室激波位置與燃料混合效率的耦合關係,若成功,超燃衝壓發動機的熱效率預測誤差將從12%降至5%以內。

  “啓動風洞。”陳輝的聲音冷靜得像精密儀器。

  來這裏也有快一個月時間,原本他就有做實驗的經驗,這一個月的一線經驗讓他快速適應了研究所裏的生活,適應了從理論數學家到實驗科學家的轉變。

  控制檯發出低沉的轟鳴,電弧加熱器開始吞噬電能,淡藍色的等離子體在真空艙內躍動,陳輝的餘光掃過數據採集屏,壓力傳感器曲線正以0.1%的精度逼近目標值。

  一切都在朝着預測中的方向前進,陳輝滿意的點頭,在他設想中,完成這次實驗驗證後,再進行最後的模型修正,就能徹底完成多尺度流體模型的攻堅。

  這一個月時間,鄂維南院士那邊也有了新的發現,在陳輝的幫助下,對模型進行簡單的調整後,一種陶瓷基複合材料脫穎而出,耐受溫度達到了驚人的4000K,同時能夠在3000K高溫環境下抗氧化壽命超過1000小時!

  現在唯一的問題只是製備還存在困難,一旦這方面突破,耐高溫材料的問題將迎刃而解,現在反倒是他的多尺度流體模型進度落後了。

  嘀……嘀……嘀……

  一陣急促的警報聲將陳輝拉回現實。

  “警告!PIV系統同步信號丟失!”研究院吳志偉的聲音帶着顫音,“相機陣列接收不到觸發脈衝,現在只能拍靜態圖像!”

  大廳裏的空氣瞬間凝固。

  粒子圖像測速是測量三維速度場的核心設備,若無法獲取流速數據,CFD模型的湍流驗證將失去關鍵支撐。

  陳輝快步走到控制檯前,盯着PIV系統的時序圖——觸發信號在最後1ms突然塌陷,像被無形的手掐斷的琴絃。

第230章 飽和式研發

  “檢查激光脈衝時序。”

  陳輝沒有慌張,手指在電路板上快速敲擊,“可能是同步控制器的高頻干擾。”

  研究員林正則快速上前更換控制器。

  但更換備用控制器後,問題依舊!

  這次實驗他們準備了半個多月,如果因爲這個意外失敗,哪怕能很快找到原因,也需要再等半個多月,陳輝不想等那麼久。

  周圍的研究員們依舊在努力的排查問題,但顯然都是徒勞。

  沮喪的氣氛在實驗室中蔓延。

  陳輝眼角餘光卻忽然瞥見牆角的紅外熱像儀數據,燃燒室模型入口處的溫度比預期高了80K。

  “等等,”他轉身對吳志偉說到,“不是設備故障——是氣流提前轉捩了。”

  “轉捩?”吳志偉愣住,“預仿真裏邊界層應該在x=250mm才轉捩,現在才x=180mm……”

  “高焓氣流裏的空氣分子解離提前了!”陳輝目光銳利,彷彿有兩道實質的光芒從中射出,他調出實時熱流密度曲線,“壁面熱流比預測值高了30%,說明激波提前附着,邊界層被提前加熱,轉捩位置前移。”

  他的手指在空氣動力學圖上劃出一道弧線,“原來的PIV觀測窗設在x=200mm,現在激波在x=180mm,那裏的流速場根本不是預想的‘未轉捩層流’,而是‘湍流混合區’——難怪相機拍不到清晰的粒子軌跡,流場太亂了!”

  一切豁然開朗。

  但團隊還是陷入了沉默。

  原計劃通過PIV獲取“層流-湍流轉捩點”的數據,現在轉捩點提前了70mm,所有預設測量點都偏離了真實流場。

  更麻煩的是,燃燒室模型表面的微熱電偶開始報警——壁面溫度突破材料耐受極限(3800K),ZrB塗層邊緣出現了細微的燒蝕坑。

  “必須調整觀測位置。”

  陳輝斬釘截鐵的說道,“把PIV相機移到x=150mm,那裏還處於‘未受激波干擾的清潔區’。”

  他快速在平板上調出燃燒室的三維模型,“同時,用LIF系統重點監測x=120mm處的OH濃度——如果轉捩提前,燃料混合的核心區會向燃燒室上游移動。”

  “但x=150mm的窗口是備用孔,”吳志偉猶豫,“石英玻璃的厚度只有3mm,高溫下可能炸裂。”

  陳輝也冷靜下來。

  但實驗已經開啓,根本沒有那麼多時間留給他思考。

  “用銅網加固,再澆一層水冷膠。”陳輝轉身看向林正則,“現在每耽誤一分鐘,燃燒室就多一分燒穿的風險,林教授,聯繫加工組,十分鐘內送加固窗口過來。”

  十分鐘後,加固後的觀測窗被裝上。

  陳輝親自調試PIV激光器的角度,確保光束能穿透湍流核心區。

  當新的觸發信號亮起時,大廳裏響起此起彼伏的呼吸聲——相機捕捉到了清晰的粒子軌跡,儘管背景噪聲明顯,但流線的扭曲程度證實了陳輝的判斷——激波確實在x=178mm處附着,邊界層轉捩點比預仿真提前了65mm。

  “現在看LIF數據!”小吳突然喊到。

  屏幕上,OH自由基的熒光圖像顯示,燃燒區的峯值位置從預仿真的x=110mm移動到了x=95mm。

  “燃料混合提前了!”陳輝的手指在平板電腦上飛快計算,“轉捩提前導致壁面摩擦增加,氣流能量損失更大,爲了維持總溫,燃料噴射角度需要減小2°——這和我在修正模型里加入的‘催化反應加速項’吻合!”

  原來,陳輝在模型中特意考慮了高溫下壁面塗層對H分子的催化解離作用,這一項在預仿真中被設爲“次要參數”,但此刻,LIF數據顯示OH濃度峯值與催化反應速率的關聯度比預期高40%——正是這一修正,讓模型在轉捩提前的極端情況下依然保持了預測能力。

  “調整燃料噴射角度,重新啓動燃燒!”陳輝的聲音帶着興奮。

  當H燃料以新的角度噴入主流時,燃燒室的壓力曲線逐漸穩定,紅外熱像儀的溫度峯值回落至2780K,PIV系統終於捕捉到了完整的速度場,激波清晰可見,分離泡尺寸與修正後的CFD模型誤差僅2%,OH濃度分佈與理論預測完美重合!

  “成功了!”林正則歡呼,陳輝來實驗室時,他還因爲陳輝的年紀產生過懷疑,但沒想到,他們竟然這麼快出成果,這太不可思議了!

  陳輝卻盯着屏幕上的誤差曲線,若有所思——在燃燒區下游,CFD預測的熱流密度仍比實驗高5%。

  他快速調出壁面微觀結構圖,發現塗層在x=220mm處有一處微小的裂紋——那是昨夜激光測厚時遺漏的缺陷。

  將缺陷位置在模型中標記起來,陳輝也鬆了口氣,下一次,或許就是最後的時刻了,但現在,他還需要更多的數據纔行。

  數學不會說謊,但它需要更多的真實數據。

  ……

  好好休息了一晚上,陳輝六點準時醒來,洗漱一番,喫了點東西,開始研讀論文,推演模型,一直到八點,陳輝纔去到食堂,再喫了點早餐,纔去到實驗室。

  剛進實驗室,陳輝就發現氛圍有些不對。

  “你好,我是何國偉,華夏科學院力學研究所的研究員。”

  出現在實驗室的一個陌生中年上前來打招呼。

  “你好。”

  陳輝禮貌性的回應了一句,目光卻看向了成飛總工段曉飛。

  段曉飛苦笑,“這位是研究流體力學的專家,何院士!”

  “因爲一些特殊的原因,一些流體方面的問題急需解決,所以上面又派了何院士過來,再成立一個研究小組,跟陳教授一起研究燃燒振盪和熱壅塞等問題。”

  “不過何院士的研究跟陳教授是平行的,你們互不干擾。”

  “只是何院士纔剛來,很差人手,就過來問問,有沒有人願意去何院士的研究團隊。”

  解釋了半天,陳輝總算明白了,好嘛,這是準備過來挖牆腳的。

  “並不算互不干擾。”

  何國偉在一旁補充到,“就跟平時科研合作一樣,大家各研究各的,共享研究成果,一個人的力量是有限的,腥耸安窕鹧娓呗铩!�

  “我這纔剛過來,如果陳教授不介意的話,希望能把之前的研究數據跟我共享一下,當然,我後續如果有了成果,一樣會跟陳教授共享的。”

  “沒問題。”

  陳輝點頭,“正則,你把我們最近研究的數據和成果跟何院士分享一下。”

  “還有你們,誰想要去何院士的研究團隊,現在就可以提申請。”

  出乎何國偉的預料,陳輝竟然出奇的好說話。

  “感謝陳教授大力支持!”

  何國偉滿臉感激的看向陳輝,他是真的很感激。

  他也知道,自己這種行爲似乎很招恨的,但爲了完成科研任務,他也沒辦法,如果沒有熟手協助,他想要開展工作可沒那麼容易。

  至於這些人會不會跟他去,他還是很自信的。

  作爲華夏科學院院士,他在湍流和計算流體力學領域還是很有名氣的,做出過許多值得稱頌的成果,包括湍流的統計理論和計算模型、多尺度大渦模擬方法、微納尺度流動、非線性動力學。

  普通人或許不知道,這些從事戰鬥機發動機研究的研究員不可能不知道,即便不知道他,至少也得給他這個院士的名頭幾分薄面吧。

  陳輝在數學上的確有很矚目的成果,但畢竟纔剛踏足這個領域,跟着他的確可能出成果,但至少也是好多年後的事情了,而跟着他,恐怕用不了多久就能出成果。

  他覺得這些研究員們應該會很清楚這個道理。

  所以可以預見,自己這麼一搞,陳輝的研究團隊還能不能剩人,都不好說。

  他知道陳輝也明白這一點,但陳輝還是這麼配合他,光是這一點,就讓他很是敬佩,不由得對眼前這個年輕人肅然起敬。

  然而,在他大腦瘋狂咿D時,卻發現對面的研究員們沒有一個站出來的。

  不要說他,就連段曉飛都有些不解。

  一個是新兵蛋子,一個是這個領域的專家老手,怎麼選應該毫無疑問纔對。

  “大家不用有顧慮,我們都是爲祖國效力,沒有對錯之分,就算加入了我的團隊,我們的數據和成果跟陳教授也是共享的。”

  何國偉開口說道,他覺得大家一定是礙於面子。

  “我們想跟着陳教授做研究。”