“現在說這些還太早了,先出了階段性成果再說吧。”
楊馳哭笑不得,沒想到連陳輝也跟著做起夢來了。
“我倒是聽說,隔壁何院士的實驗室最近有些進展。”
楊馳看向陳輝,雖然陳輝自己不在意,但他們可一直在關注這件事,在幫助陳輝打聽相關的信息。
雖然是飽和式研發,誰做出了成果都是為郭嘉做貢獻,但他們自然是更希望做出最後突破的人是陳輝。
“嗯,他們已經跟我們共享過消息了。”
陳輝點頭,何國偉院士的確是有真本事在的,拿到他的模型後,很快就做出了效果更好的修正,誤差率已經來到了10%以下,隻要再作出些突破,甚至都能進行真機實驗了。
難得的是,何國偉院士竟然跟他共享了這一方向和成果。
但陳輝並沒有改變自己的研究方向,他相信自己的直覺,何院士的方法雖然能在現有基礎上提升預測準確度,但無法達到數學上的完美精度。
他相信自己的直覺!
跟兩人簡單道彆後,陳輝也去到自己的實驗室,修正模型,采集參數……
時間一天天流逝,轉眼已來到九月初,距離IMO開始已經沒有幾天時間了,可模型卻遇到了致命的問題,他已經在考慮要不要給賽事組委會發郵件,說明一下情況,這次頒獎典禮,他恐怕是去不了了。
“陳教授,燃燒室模型又炸了。”林正則的聲音從對講機裡傳來,帶著壓抑的疲憊,“第17次實驗,Ma6工況下,燃燒室尾部溫度突破4500K,塗層直接汽化了。”
陳輝趴在控製台前,視網膜投影上跳動著密密麻麻的方程——那是他用三個月時間推導的“多尺度湍流燃燒耦合模型”,此刻正在超級計算機“九章三號”上瘋狂迭代。
九章三號是華夏最新型的超算,是傳統超算+量子計算機的組合,在某些特定計算上的效率,遠超傳統超算,也是華夏沒有亮出的底牌之一。
陳輝的手指在桌上頓住。
屏幕上,前一版本的CFD模型正顯示著“完美”的燃燒效率——92%,但實驗數據卻像一記耳光,實際效率僅78%,且每隔0.3秒就會出現一次壓力驟降,產生嚴重的燃燒振蕩,最嚴重時,火焰直接“回退”到進氣道造成熱壅塞。
“問題出在哪兒?”陳輝的聲音冷靜得近乎機械。
他的瞳孔裡映著屏幕上跳動的紅色警報——那是模型與實驗的誤差曲線,像被揉皺的紙團,尤其在激波與燃燒區交界處,誤差高達30%。
“我們查過燃料噴射角度、當量比、壁麵塗層……”林正則的聲音帶著挫敗,“所有參數都和模型輸入一致,但燃燒室就是‘發瘋’。”
很多時候,遇到問題並不可怕,遇到問題,大不了花費時間去一點一點的磨,最終總能解決。
可怕的是連問題在哪都不知道,哪怕是林正則這種經驗豐富的研究員,也會感受到巨大的挫敗。
陳輝突然站起身,實驗服下擺掃過滿地的草稿紙,他的目光掃過實驗室牆上的“超燃衝壓發動機熱力化耦合圖”,手指在“激波邊界層相互作用區”停頓——那是他模型中最薄弱的環節。
“把最近三次實驗的PIV數據和LIF數據調出來。”陳輝說,“我要看激波是怎麼‘咬’住燃燒區的。”
大屏幕上的內容瞬間切換,淡藍色的氣流在虛擬燃燒室裡翻湧。
陳輝的指尖劃過激波位置——在Ma6工況下,激波本應穩定附著在燃燒室喉部,形成“激波錨定效應”,但實驗數據顯示,激波每隔0.2秒就會脫離喉部,向下遊漂移510mm。
海量的數據如同潮水般湧入陳輝大腦,然後被他強大的記憶力分門彆類的放好。
他的大腦則是快速的處理著這些數據,試圖找到這些數字背後蘊藏的大道。
忽然,陳輝眼中無數字符狂湧,仿佛有光芒在其中綻放。
“激波漂移會引發邊界層分離。”他的聲音突然興奮起來,“分離區產生的湍流渦旋會卷吸高溫燃氣,形成局部的‘熱射流’,這不是乾擾,是燃燒振蕩的‘燃料’!”
林正則調出燃燒振蕩的時間序列圖,“您看,壓力最低點正好對應激波漂移的峰值——這說明激波漂移觸發了燃料空氣混合的‘開關效應’,混合好了就燃燒,混合不好就熄火,周而複始。”
陳輝的瞳孔收縮,他知道自己的問題在哪了,一個月前,他提出“激波邊界層耦合拓撲理論”,但當時隻考慮了穩態情況,忽略了非定常激波漂移對燃燒的動態影響。
“模型裡缺了激波的非定常輸運項。”
陳輝快速抓起馬克筆,在白板上畫下修正後的控製方程,“原來的LES模型隻求解了湍流的統計平均,但激波漂移是瞬態的,會把邊界層的脈動能量‘泵’進燃燒區,導致局部當量比劇烈波動——這就是燃燒振蕩的根源!”
轉向超級計算機,手指在鍵盤上翻飛,將修正後的“非定常激波輸運項”嵌入模型。
屏幕上的誤差曲線開始顫抖,原本30%的誤差像被一隻無形的手拉扯,逐漸收窄到10%、5%……
“我們成功了?”
林正則看著屏幕上的曲線,大腦還有些沒反應過來。
陳輝沒有急著慶祝,而是調出熱壅塞模擬圖——在原模型中,燃燒室尾部的溫度梯度被簡化為“線性衰減”,但實驗顯示,高溫燃氣在尾噴管入口處形成了“熱塞”,將主流完全堵死。
“問題出在化學反應速率的時空分布。”
陳輝指著屏幕上的OH自由基濃度雲圖,“原模型假設燃燒是‘均勻點燃’,但實際上,激波漂移導致火焰前鋒呈‘手指狀’分布,某些區域的反應物濃度過高,瞬間釋放大量熱量,形成局部熱壅塞。”
陳輝快速修改反應動力學模塊,將“空間非均勻反應速率”引入模型——這意味著,每個網格單元的燃燒速率不再是一個固定值,而是由當地的溫度、壓力、組分濃度共同決定的動態函數。
九章三號的風扇聲陡然升高,服務器集群進入全功率運轉,陳輝盯著屏幕上的能量方程,額角滲出細汗……
時間一分一秒的過去,在九章三號的強大算力支撐下,每隔半個小時就能完成一次迭代,第6小時,誤差曲線終於跌破2%;第13小時,燃燒振蕩的周期與實驗數據完全吻合,第18小時,熱壅塞的熱流密度峰值誤差僅1.2%。
“成功了!”林正則的聲音帶著哭腔。
屏幕上,修正後的模型正流暢地模擬著Ma6工況下的燃燒過程,激波穩定錨定在喉部,邊界層分離區被控製在安全範圍,火焰前鋒均勻鋪展,沒有振蕩,沒有壅塞!
陳輝沒有歡呼,他依舊皺著眉頭。
他調出模型的“敏感性分析”模塊,盯著一組異常數據——在燃燒區下遊的x=800mm處,模型預測的熱流密度比實驗低8%。
“這裡有問題。”陳輝快速調出該位置的網格劃分,“原網格在x=800mm處用了均勻加密,但實際燃燒室的結構……”
他突然想起實驗日誌裡的記錄:為了安裝測溫探頭,x=800mm處的壁麵有一個0.5mm的凹痕。
“幾何缺陷!”陳輝的聲音裡終於帶上了一絲興奮,“模型忽略了壁麵的微小凹痕,導致邊界層在該處提前分離,產生了額外的熱阻!”
&nm處插入“凹痕特征網格”,重新運行模型。這一次,熱流密度誤差降至0.5%,所有數據與實驗完美重合。
“這才是真正的多尺度耦合。”陳輝輕聲說,目光掃過屏幕上跳動的數據流,“從激波的毫米級漂移,到邊界層的微米級分離,再到燃燒的自由基納米級反應——它們像齒輪一樣咬合,任何一個尺度的誤差都會被放大成係統級的災難。”
“流動的本質不是湍流的混亂,而是多尺度秩序的交響,數學的任務,就是找到那根指揮棒!”