杨驰哭笑不得,没想到连陈辉也跟着做起梦来了。
“我倒是听说,隔壁何院士的实验室最近有些进展。”
杨驰看向陈辉,虽然陈辉自己不在意,但他们可一直在关注这件事,在帮助陈辉打听相关的信息。
虽然是饱和式研发,谁做出了成果都是为郭嘉做贡献,但他们自然是更希望做出最后突破的人是陈辉。
“嗯,他们已经跟我们共享过消息了。”
陈辉点头,何国伟院士的确是有真本事在的,拿到他的模型后,很快就做出了效果更好的修正,误差率已经来到了10以下,只要再作出些突破,甚至都能进行真机实验了。
难得的是,何国伟院士竟然跟他共享了这一方向和成果。
但陈辉并没有改变自己的研究方向,他相信自己的直觉,何院士的方法虽然能在现有基础上提升预测准确度,但无法达到数学上的完美精度。
他相信自己的直觉!
跟两人简单道别后,陈辉也去到自己的实验室,修正模型,采集参数……
时间一天天流逝,转眼已来到九月初,距离imo开始已经没有几天时间了,可模型却遇到了致命的问题,他已经在考虑要不要给赛事组委会发邮件,说明一下情况,这次颁奖典礼,他恐怕是去不了了。
“陈教授,燃烧室模型又炸了。”林正则的声音从对讲机里传来,带着压抑的疲惫,“第17次实验,ma6工况下,燃烧室尾部温度突破4500k,涂层直接汽化了。”
陈辉趴在控制台前,视网膜投影上跳动着密密麻麻的方程——那是他用三个月时间推导的“多尺度湍流-燃烧耦合模型”,此刻正在超级计算机“九章三号”上疯狂迭代。
九章三号是华夏最新型的超算,是传统超算+量子计算机的组合,在某些特定计算上的效率,远超传统超算,也是华夏没有亮出的底牌之一。
陈辉的手指在桌上顿住。
屏幕上,前一版本的cfd模型正显示着“完美”的燃烧效率——92,但实验数据却像一记耳光,实际效率仅78,且每隔03秒就会出现一次压力骤降,产生严重的燃烧振荡,最严重时,火焰直接“回退”到进气道造成热壅塞。
“问题出在哪儿?”陈辉的声音冷静得近乎机械。
他的瞳孔里映着屏幕上跳动的红色警报——那是模型与实验的误差曲线,像被揉皱的纸团,尤其在激波与燃烧区交界处,误差高达30。
“我们查过燃料喷射角度、当量比、壁面涂层……”林正则的声音带着挫败,“所有参数都和模型输入一致,但燃烧室就是‘发疯’。”
很多时候,遇到问题并不可怕,遇到问题,大不了花费时间去一点一点的磨,最终总能解决。
可怕的是连问题在哪都不知道,哪怕是林正则这种经验丰富的研究员,也会感受到巨大的挫败。
陈辉突然站起身,实验服下摆扫过满地的草稿纸,他的目光扫过实验室墙上的“超燃冲压发动机热-力-化耦合图”,手指在“激波-边界层相互作用区”停顿——那是他模型中最薄弱的环节。
“把最近三次实验的piv数据和lif数据调出来。”陈辉说,“我要看激波是怎么‘咬’住燃烧区的。”
大屏幕上的内容瞬间切换,淡蓝色的气流在虚拟燃烧室里翻涌。
陈辉的指尖划过激波位置——在ma6工况下,激波本应稳定附着在燃烧室喉部,形成“激波锚定效应”,但实验数据显示,激波每隔02秒就会脱离喉部,向下游漂移5-10mm。
海量的数据如同潮水般涌入陈辉大脑,然后被他强大的记忆力分门别类的放好。
他的大脑则是快速的处理着这些数据,试图找到这些数字背后蕴藏的大道。
忽然,陈辉眼中无数字符狂涌,仿佛有光芒在其中绽放。
“激波漂移会引发边界层分离。”他的声音突然兴奋起来,“分离区产生的湍流涡旋会卷吸高温燃气,形成局部的‘热射流’,这不是干扰,是燃烧振荡的‘燃料’!”
林正则调出燃烧振荡的时间序列图,“您看,压力最低点正好对应激波漂移的峰值——这说明激波漂移触发了燃料-空气混合的‘开关效应’,混合好了就燃烧,混合不好就熄火,周而复始。”
陈辉的瞳孔收缩,他知道自己的问题在哪了,一个月前,他提出“激波边界层耦合拓扑理论”,但当时只考虑了稳态情况,忽略了非定常激波漂移对燃烧的动态影响。
“模型里缺了激波的非定常输运项。”
陈辉快速抓起马克笔,在白板上画下修正后的控制方程,“原来的les模型只求解了湍流的统计平均,但激波漂移是瞬态的,会把边界层的脉动能量‘泵’进燃烧区,导致局部当量比剧烈波动——这就是燃烧振荡的根源!”
转向超级计算机,手指在键盘上翻飞,将修正后的“非定常激波输运项”嵌入模型。
屏幕上的误差曲线开始颤抖,原本30的误差像被一只无形的手拉扯,逐渐收窄到10、5……
“我们成功了?”
林正则看着屏幕上的曲线,大脑还有些没反应过来。
陈辉没有急着庆祝,而是调出热壅塞模拟图——在原模型中,燃烧室尾部的温度梯度被简化为“线性衰减”,但实验显示,高温燃气在尾喷管入口处形成了“热塞”,将主流完全堵死。
“问题出在化学反应速率的时空分布。”
陈辉指着屏幕上的oh自由基浓度云图,“原模型假设燃烧是‘均匀点燃’,但实际上,激波漂移导致火焰前锋呈‘手指状’分布,某些区域的反应物浓度过高,瞬间释放大量热量,形成局部热壅塞。”
陈辉快速修改反应动力学模块,将“空间非均匀反应速率”引入模型——这意味着,每个网格单元的燃烧速率不再是一个固定值,而是由当地的温度、压力、组分浓度共同决定的动态函数。
九章三号的风扇声陡然升高,服务器集群进入全功率运转,陈辉盯着屏幕上的能量方程,额角渗出细汗……
时间一分一秒的过去,在九章三号的强大算力支撑下,每隔半个小时就能完成一次迭代,第6小时,误差曲线终于跌破2;第13小时,燃烧振荡的周期与实验数据完全吻合,第18小时,热壅塞的热流密度峰值误差仅12。
“成功了!”林正则的声音带着哭腔。
屏幕上,修正后的模型正流畅地模拟着ma6工况下的燃烧过程,激波稳定锚定在喉部,边界层分离区被控制在安全范围,火焰前锋均匀铺展,没有振荡,没有壅塞!
陈辉没有欢呼,他依旧皱着眉头。
他调出模型的“敏感性分析”模块,盯着一组异常数据——在燃烧区下游的x=800mm处,模型预测的热流密度比实验低8。
“这里有问题。”陈辉快速调出该位置的网格划分,“原网格在x=800mm处用了均匀加密,但实际燃烧室的结构……”
他突然想起实验日志里的记录:为了安装测温探头,x=800mm处的壁面有一个05mm的凹痕。
“几何缺陷!”陈辉的声音里终于带上了一丝兴奋,“模型忽略了壁面的微小凹痕,导致边界层在该处提前分离,产生了额外的热阻!”
陈辉立刻修改网格,在x=800mm处插入“凹痕特征网格”,重新运行模型。这一次,热流密度误差降至05,所有数据与实验完美重合。
“这才是真正的多尺度耦合。”陈辉轻声说,目光扫过屏幕上跳动的数据流,“从激波的毫米级漂移,到边界层的微米级分离,再到燃烧的自由基纳米级反应——它们像齿轮一样咬合,任何一个尺度的误差都会被放大成系统级的灾难。”
“流动的本质不是湍流的混乱,而是多尺度秩序的交响,数学的任务,就是找到那根指挥棒!”
(本章完)