學霸的軍工科研系統 第51章

　　一直到午飯時間之後，他才從圖書館找到想要的資料，回到計算中心專門給他騰出來的一間機房中。

　　在已經明確地知道思路可行的情況下，常浩南甚至無需動用系統，他很快從接出來的一摞資料裏面找到了自己想要的部分。

　　實際上，以目前的系統等級，也沒辦法同時進行兩個項目，所以這次只能靠他自己了。

　　又是幾乎一整個下午的時間，常浩南幾乎一直在草稿紙上進行着思路分析和計算。

　　“常……”

　　當姚夢娜推門進來準備叫他去喫晚飯的時候，只看到了一個正在奮筆疾書的背影。

　　遲疑片刻之後，她抿了抿嘴，輕輕地重新把門關上。

　　此時常浩南已經完成了整個演算過程，從旁邊抽出了一摞信紙準備寫回信。

　　剛剛那些草稿紙上面頗爲潦草的內容，哪怕讓他自己第二天去看，恐怕都未必看得懂。

　　在原本的時間線上，爲了解決EKF算法線性截斷誤差大的問題發展出的產物是無跡卡爾曼濾波算法（UKF）。

　　常浩南本來的想法是用這種算法與徐洋提出的噪聲方差尋優結合，應該會是信息提取領域中一個相當重要的突破。

　　但隨着對算法瞭解的深入，他發現UKF算法在理論上的數學推導過程並不嚴密，並且經過幾次計算模擬之後證明在高維狀態下的數值仍然不夠穩定。

　　而在剛剛對卡爾曼濾波法進行學習和研究的過程中，某個瞬間的靈光一閃讓他有了個更加精妙的思路：

　　“惠書敬悉，利用改進的差分進化算法使過程噪聲矩陣的方差陣自動進行調整的思路相當新穎，經過數值模擬計算後也證明其具有較好的估計精度，但EKF濾波算法本身仍然存在部分問題……”

　　“由於EKF需要求取雅克比矩陣，所以對於非線性函數的具體形式必須確切知道，而無法做到黑盒封裝。”

　　“由於在許多實際問題中狀態方程以及觀測方程的非線性函數的導數無法求取，所以很難求取雅克比矩陣。”

　　“……”

　　“可以根據貝葉斯理論和 Spherical-Radial Cubature規則，將笛卡爾座標系下的積分轉化爲球面-徑向積分，利用一組確定性採樣點，通過非線性方程的傳播來進行狀態估計，其具體步驟如下：”

　　“第一步：確定濾波初值：X0=E（X），P0=E[(X0-X0)(X0-X0)^T ]……”

　　“第二步，計算k-1時刻的容積點，P（k-1|k-1）=S（k-1）S(k-1)^T，其中S（k-1）通過P（k-1|k-1）的喬列斯基分解得到，對於容積卡爾曼濾波算法，點集ξ及相應的權值w爲……”

　　時間一分一秒過去，剛開始的時候，常浩南還需要寫一會就停下了思索一會，但隨着計算過程的進行，他的整個思路變得越來越流暢，似乎進入了某種類似“心流”的狀態。

　　以至於當他終於在信紙最後寫下“匆此先復，餘容後稟”並簽上自己的大名之後，纔看到旁邊桌子上不知道誰打包回來的晚飯。

　　“我以前一直以爲廢寢忘食是個修辭手法來着……”

　　常浩南想到昨天晚上忘了睡覺和今天晚上忘了喫飯的自己，笑着搖搖頭，然後把信紙疊好放到了一邊。

　　在打開飯盒的時候，他順便看了一眼自己的系統面板，然後愣在了原地。

　　【科研點數：110

　　理論水平：LV2（500/10000）

　　工程經驗：LV1（270/1000）

　　管理能力：LV1（100/1000）

　　綜合能力：LV1

　　正在進展的項目：1

　　可以開展的項目：0】

　　因爲這是自從他重生以來，【理論水平】這一項的經驗第一次增長。

　　而且一次就是500點！

　　要知道，他手頭寫出來的這些東西，甚至還沒給第二個人看過，也還沒有產生任何實際影響。

　　“看來我這次好像是整了個不得了的大活啊……”

　　常浩南靠在椅背上，把一次性筷子掰開，揉着有些發酸的後頸自言自語道。

　　剛纔在路上開車發晚了，我之前一直以爲UKF算法是2000年提出的，結果今天看到是1991年就提出了，所以後面關於卡爾曼濾波法改進的劇情都要調整，不過現在細綱已經重新理順，沒問題了。

第93章 塞翁失馬

　　在常浩南思索有關卡爾曼濾波算法的改進思路的時候，整個八三工程的項目組當然也並沒有閒着，而是按照他的部署緊鑼密鼓地開始了有關彎掠葉片對擴壓葉柵內流動分離情況影響的研究。

　　因爲已經有了成熟的思路和研究方法，因此整個過程並沒有太多需要靈光一閃的部分，主要是按部就班，以及認真細緻。

　　在常浩南和整個數字化設計組的幫助下，如靜壓分佈、極限流譜等試驗的效率大大增加，由於能夠利用仿真模擬手段對結果，或者至少結果的變化趨勢進行預估，因此需要實際進行的試驗數量相比以前幾乎減少了一個數量級。

　　但即便如此，畢竟每一次實驗都需要410廠那邊先把所需要的壓氣機葉片給實際造出來，因此對於整個發動機的改進工作仍然不可能一蹴而就地完成。

　　當然，對於已經習慣了以年爲計算單位進行工作的606所方面而言，這個工作進度已經幾乎像是做夢一樣了，就連閻忠斩紝υ囼炦M程的順利程度感到震驚。

　　總之，根據常浩南自己一開始的預估，大概需要二十天左右能夠拿出改進方案。

　　如果不是

　　……

　　時間回到常浩南還沒有加入八三工程課題組的時候。

　　在距離盛京500多公里外的冰城。

　　博士生張東林正在冰城工業大學的航空動力實驗室裏面利用經典的ROTOR37葉片進行葉尖間隙高度對流場影響的研究。

　　實際上跟常浩南正在進行的項目差不多，只不過研究的內容相對比較粗糙。

　　而且因爲缺少模擬手段的支持，他們課題組的研究方法仍然以傳統的大範圍實驗爲主，再加上經費也並不是很充足，因此效率並不高。

　　“師兄，實驗室那邊又停電了。”

　　張東林的師弟鼓着腮幫子，一臉鬱悶地推開了辦公室的門。

　　“我知道。”張東林指了指辦公室裏面已經因爲斷電而關機的兩臺電腦：“不過也沒辦法，只能等了。”

　　對於90年代中期的華夏來說，電力不足仍然是一個困擾着全社會的重大問題。

　　實際上一直到大概2010年左右，對於很多非一線城市來說，居民區供電因爲電力不足而中斷仍然是一個比較常見的事情。

　　相對來說，冰城工業大學作爲國防科工委直屬高校，在供電方面自然是有相當高優先級的。

　　但即便如此，除了部分特別重點的實驗室會有獨立供電線路甚至自備的發電機之外，停電仍然是需要經常面對的困難。

　　所以張東林倒也沒有太過意外，只是看着那兩臺電腦嘟噥着：

　　“只希望電腦裏面的數據不要因爲突然斷電丟失吧……”

　　他的師弟也躺到了旁邊拼接起來的兩張椅子上。

　　“既然如此，師兄我先補個覺，如果來電了你再叫我。”

　　因爲暑假還沒結束的緣故，因此整個辦公室裏只有他們兩個人，師弟和張東林的關係一直很好，所以也比較放得開。

　　同樣被倦意席捲的張東林點了點頭，但幾乎也是本能地趴在了桌子上。

　　大概一個小時之後，二人是被一陣電話鈴聲吵醒的。

　　是他們的導師林海軍教授，說學校金工中心那邊已經送來了新一批的葉片樣品，讓他們去取一下貨。

　　電話能響意味着已經恢復供電了，因此張東林讓師弟回去做實驗，自己則開始驗收那一批葉片。

　　然後他就看到了令人高血壓的一幕。

　　由於紙質設計圖在交接過程中出現了一些污損，導致負責生產過程的工人錯誤地在葉片表面開了一條弦向的、貫穿吸力面和壓力面的槽道。

　　這一批的30多片葉片，全部報廢了。

　　好在他在簽收之前細心檢查了一遍，否則如果剛剛把名字簽上，那這個損失就只能由課題組來承擔了。

　　學校裏面用來進行基礎研究的葉片自然不可能像真正用在航發上面的一樣使用什麼特殊的昂貴材料製作，但即便如此，這對於他們年輕的導師來說也是一筆不小的費用。

　　花了幾分鐘時間穩定了一下心態之後，張東林用金工中心主任辦公室的電話聯繫了導師。

　　學校最年輕的副教授終究還是有點地位的，經過一番battle之後，金工中心最終承諾給他們重新制造一批葉片，只不過因爲生產排期的問題，需要額外4-5天時間。

　　這些被加工成廢品的葉片既然已經送來了，也沒人願意帶回去。

　　因此有點爲畢業進度而擔心的張東林鬱悶地回到實驗室，隨手把那些廢品葉片隨手放在了牆角，然後便回到辦公室繼續整理自己之前的試驗數據去了。

　　這個小風波很快被忘到了腦後。

　　直到第二天中午，師弟又一次急匆匆地跑進來。

　　“師兄，咱們的實驗設備可能是壞了。”

　　張東林覺得自己的心臟似乎是停跳了一秒。

　　“出什麼問題了？”

　　“我換了一套新的葉片，但實驗數據跟之前的系列相比……很異常。”

　　“新葉片？”張東林愣了一下，隨即意識到自己昨天把那批損壞的葉片放到實驗室之後，忘了通知做實驗的師弟。

　　這總算讓剛剛神經緊繃的他鬆了口氣，朝着站在門口的師弟擺了擺手。

　　“我忘了跟你說，門後櫃子旁邊堆着的那些葉片是金工中心那邊不小心加工出來的廢品，你裝上去數據出錯是正常的。”

　　“廢……廢品？”

　　師弟驚訝的聲音讓張東林重新抬起頭來：

　　“是啊，伱安裝葉片的時候應該注意一下啊，那個側面有一條開縫在的。”

　　“但是師兄，從實驗結果來看，那些葉片的性能……很有可取之處，只是波動非常嚴重而已。”

　　“嗯？”

　　他簡單思索了一下自己過去看過的論文和參考書，並沒有想起有什麼人研究過一條葉片壓力面前緣和尾緣的弦向開縫會造成什麼影響。

　　畢竟從直覺來看，這隻會導致壓氣機內部的流場變得更加紊亂。

　　不過已經讀了三年博士的張東林明白，就是這些平時因爲直覺而忽略的東西里面，才更有可能找到什麼新發現。

　　“帶我去看看。”

第94章 焉知非福

　　當張東林看到師弟記錄的實驗數據時，他的第一感覺也是有些摸不着頭腦。

　　但畢竟是已經讀了三年的博士，他還是很快就從如同一團亂麻的數字中找到了一些有價值的東西。

　　“有點意思……”

　　儘管如同他的師弟所說，他做出的這幾組實驗數據穩定性非常糟糕。

　　但如果忽略巨大的方差僅僅取到平均值的話，還是可以發現在馬赫數Ma=0.40，攻角分別爲 0°、3°和 6°時，對應的總壓損失係數分別降低了 7.0%，32.1%和 32.3%，平均氣流轉折角提高了 4.02°、3.59°和 1.78°，而且使穩定工作範圍增大了 3.5°攻角。

　　顯然，這是個相當驚人的進步。

　　不過“忽略方差直接取平均”這種計算方法顯然難登大雅之堂，並且張東林還得確定這個結果可以被複現，而非出自某種誤操作。

　　看着面前的實驗記錄本，他連續做了兩個深呼吸：

　　“師弟，我想看一遍你剛纔實驗的流程，你能原封不動地重複一遍麼？”

　　“啊……當然，沒問題。”

　　隨後的兩個小時時間裏，張東林一邊看着師弟用嫺熟的動作進行重複實驗，一邊掏出一個本子記錄自己的一些思路和想法。

　　在波動如此誇張的情況下，實驗結果跟剛纔自然有一定區別，但總體規律卻是沒變的。

　　那道在製造時不小心開出來的弦向溝槽，確實能夠在相當程度上提高壓氣機的性能，尤其是在大進氣攻角下工作的性能。

　　從目前寥寥幾組數據來看，壓氣機的進氣速度越快、攻角越大，改善效果就越明顯。

　　另外，張東林還寫出了幾個有可能對性能產生影響的因素，比如開縫的位置（高度）、縫隙的形狀以及角度等等。

　　不過還沒等到把最後一部分寫完，他就知道，這個問題對於自己所在的這個小課題組來說，恐怕很難完全研究明白。

　　相比於他們現在關注的葉尖稠度以及積迭線，跟這個開縫有關的自變量實在是多到了一個令人感覺有些髮指的程度。

　　更重要的是，冰城工業大學這邊的壓氣機實驗設備，最大隻能支持馬赫數Ma=0.59的典型亞音速研究。

　　懷着有些糾結的心情，張東林找到了自己的導師于飛。

　　“這……這怎麼可能？”

　　看到實驗記錄本上面的數據，又聽了張東林對此的分析之後，于飛的第一反應和自己的學生幾乎完全一樣：

　　“這種弦向開縫會導致低總壓的小流速亂流和高總壓的主流相遇，速度在矢量上進行相加，主流流體速度下降，尾跡流體速度提升，而這個過程會產生嚴重的摻混損失，總壓損失係數怎麼可能反而降低了？”