學霸的軍工科研系統  第1308章 磁流體力學

類別: 科幻 | 超級科技   作者:十月廿二  書名:學霸的軍工科研系統  更新時間:2025-01-13
 
當然,240所和韓陳峰也不是真的準備白嫖。

而常浩南雖然眼下尚不需要專門研究等離子體的機構幫助,但隨著后續研究的逐漸深入,單靠航空動力集團和力學所這些不甚專業的技術力量,還是難免力不從心。

因此從某種程度上,可以說韓陳峰還真就趕在了一個不錯的時間點上。

要是再晚上幾個月到一年,等常浩南真主動去找合作對象的時候,那競爭壓力可就大多了:

“韓所長既然常年研究等離子體相關問題,那想必對于磁流體力學理論應該不算陌生吧?”

韓陳峰被這突如其來的問題問得有些莫名其妙,但旋即反應過來,這實際相當于對方已經給出了積極的回應。

于是連忙點頭:

“那是當然,用于描述磁場和流體之間相互作用規律的描述方法,對我們的工作來說算是最基礎的部分……”

接著又是一頓,眼神中露出意外的神色:

“可這是個近似的半理論半經驗模型……至少在現階段,相關研究基本都是先假設等離子體德拜長度遠小于其特征長度,并且還是理想的連續介質……如果是在實驗室,或者哪怕地面設施里面,那這個前提還可以算是被近似滿足,但對于飛行器來說,恐怕沒那么容易直接計算出可靠的結果吧?”

“不不不……”

常浩南聞言擺擺手,阻止了對方繼續說下去:

“你說的這些,已經是經過修正之后的磁流體力學理論了……”

“經過修正?”

韓陳峰目光中的詫異轉為茫然:

“如果不經過修正的話,那就是直接把描述流體運動規律的NS方程和描述電磁場中基本的麥克斯韋方程聯立……”

他本來想說這是完完全全的返璞歸真,雖然形式上既簡單又優美,可光是NS方程的求解,就已經是困擾了多少代天才們的巨大問題了,更何況還要耦合一個麥克斯韋方程……

就是因為無法從理論上攻克磁流體力學理論方程(MHD),所以研究人員們才開發出了各種更復雜、適用范圍更狹窄、但也更有可操作性的修正形式。

如果能把方程直接解出來,那至少90的相關領域研究人員以后就再也不用來上班了……

只不過,考慮到面前這位畢竟還拿過菲爾茲獎,所以韓陳峰還是多考慮了一些可能性:

“嘶……您不會是真給MHD方程解出來了吧?”

雖然剛問出口的時候確實帶著幾分玩笑的因素,但當一句話說完的時候,失業的壓力已經籠罩在了他的心頭。

“那當然沒有……”

常浩南也覺得對方只是隨便說說,于是笑著給出了否定的回答。

盡管一開始預期的答案就是這樣,但韓陳峰還是暗自松了一口氣。

然而還沒等他恢復正色,常浩南就話鋒一轉:

“不過你或許聽說過,關于NS方程,我前些年曾經給出過部分正則性準則……簡單來說就是,如果NS方程的LerayHopf弱解滿足一定的特殊條件,那么那么弱解在存在區間上光滑。”

“我……”

韓陳峰一口氣卡在半截,憋了好半天才喘勻乎:

“理論數學不是我的主要研究范疇……所以只能算是聽過一些傳聞,不太了解前因后果……”

“其實也沒什么因果……實際直到幾個月前,就連我自己都始終覺得,這個證明距離任何應用都很遙遠,幾乎只有純數學層面的價值。”

常浩南倒是顯得非常坦誠:

“不過在關注起MHD方程之后,我逐漸發現,如果充分利用邊界值高的正則性,就可以避開伯努利準則,從而允許把MHD方程中B對應的項視為NS方程的外力項,無需考慮這一假設下伯努利積分沿流線發生變化與NS方程之間的矛盾……”

一句話不過百十個字,卻讓坐在側面另一張沙發上的韓陳峰開始了飛速的思考。

盡管他的數學功底有一定欠缺,并不能理解對方具體是如何證明的弱解光滑性,但如果直接跳這一步,相信這個證明的正確性,那么更往后的部分還是能想通一二的。

但常浩南明顯不準備繼續賣關子,在韓陳峰搞懂全部環節之前就揭曉了答案:

“可以證明對于二維有界域上穩態不可壓的流體,MHD方程的解一定存在……這樣,就相當于在原有的等離子體磁流體理論模型基礎上去掉了兩個最致命的假設……”

話都已經說到了這一步,后者腦海中原本一團亂麻的思緒幾乎瞬間就被厘清:

“不需要假設等離子體是連續性介質,也不需要忽略壓力所做的功?”

“沒錯!”

常浩南說著站起身,大步走回到辦公桌后面:

“原本八項基本假設去掉這兩條之后還剩六條,其中粒子碰撞平均自由程遠小于等離子體特征線度、等離子體穩定且軸對稱、以及只考慮電子和離子兩種帶電粒子這三項對于人造等離子體來說先天就容易滿足。”

“而局部熱力學平衡、單流體特征和磁場磁雷諾數較低對于你們搞核科學的人而言或許問題很大,但航空器表面,別說是一般飛機,哪怕是高超聲速流的的磁雷諾數也小于千分之一,本身電離率更是可以忽略不計……”

當常浩南這段話結束的時候,辦公室里驟然陷入了一陣寂靜。

韓陳峰甚至能清晰地聽見自己愈發加速的心跳:

“所以,按照二維軸對稱模型就能計算……”

盡管中間仍然有一些純數學的部分沒有完全理解。

但他仍然感覺到了徹頭徹尾的通透。

正所謂知道的越多、就越能發現自己的無知。

在投入職業學術研究之后,韓陳峰已經幾乎忘了,上一次有這樣茅塞頓開的感覺是什么時候。

盡管這并不算是他的項目和成果,但作為等離子體領域的一名研究人員,沒有什么比聽到一項真正有應用價值、卻又不會導致自己丟掉飯碗的學術進展更令人興奮了。

而或許是為了印證常浩南的說法一般,這個時候,辦公桌上的筆記本電腦突然響起了一聲提示。

常浩南迅速點擊了兩下鼠標:

“渝都的結果發過來了。”

韓陳峰本能地想要起身過去看,但又不知道自己在不在知情范圍內,結果擺出了一個類似扎馬步的動作定在半空中,起身也不是,坐回去也不是,一時間相當尷尬。

但常浩南卻沒有這么多顧慮,直接把電腦調轉了個方向,示意對方來看。

渦扇10等離子體驗證機本來就算是606所聯合240所共同研制的,如若不然,常浩南就算有空,也不可能選在懷柔科學城這種地方會面。

韓陳峰三步并做兩步走上前去,發現是一條橫坐標軸為角度,縱坐標軸為分貝值的雷達反射強度曲線。

或者準確來說,是一實一虛的兩條。

只不過距離很近,

尤其是最中間60120°所對應的那一部分,幾乎完全重合在一起。

坐標軸下方的圖例中標注著,虛線是計算值,而實線是測量值。

顯然,二者之間的差距幾乎可以忽略不計。

圖片沒有聲音,卻無聲地昭示著常浩南剛才那番理論的正確性……

驚嘆之余,韓陳峰也不無惋惜地心想道:

“可惜跟核能裝置的要求相差太多,否則自己恐怕還真能在有生之年看到聚變發電成為現實……”

可控核聚變,號稱“離實用永遠還有半個世紀”,足以見得其工程實現的難度之高。

有些時候,就連研究者自己都難免懷疑,是不是在為了一個無法實現的目標而奮斗。

而常浩南則仿佛看穿了他的內心所想,開口就毫無征兆地來了個轉折:

“雖然用目前這套理論控制聚變還不現實,但如果你愿意的話,我倒是有個直接用等離子體發電的構想,目前還缺個人來負責驗證……”

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