作者：十月廿二
182廠雖然技術底子比較薄弱，但在辦事效率上還是值得肯定的。
沒用幾天功夫，就按照常浩南的要求，從金城大學請來了與他們有着長期合作的林國範教授。
從航空系統外面請來的專家，就算有長期合作，而且得到授權可以接觸涉軍涉密項目，也不可能隨便讓他進到已經快要被當成辦公室的資料室裏面。
所以常浩南是帶着相關資料，在一間會議室見到林國範的。
“林教授，您好。”
第一次見面的兩個人握了握手。
“不知道這位是……”
林國範的身邊還坐着另外一個看上去不到四十歲的女人。
“我是國範的愛人，祝蘭，也是金城大學的教授，研究表面物理的，聽他說你們這次的課題跟我的研究方向有關，所以也跟上面申請一起過來了。”
“那麼，感謝二位了。”
三人很快結束了簡單的寒暄，隨後常浩南把資料放在桌上，花費大概二十分鐘的時間大致介紹了自己關於機翼積冰情況預測的想法。
兩位教授對視了一眼，最後還是林國範首先開口：
“小常同志，不介意我這麼稱呼吧。”
常浩南輕輕搖了搖頭示意沒關係。
“在已知過冷液滴或者冰晶的性質特徵和飛機機翼的各項參數的情況下，通過動力學和熱力學手段計算相變情況，這從理論上確實是說得通的，但要想落實在操作上，恐怕會面臨一些困難。”
相比於梁紹修等人，林國範和祝蘭二人在這方面要精通得多，因此他們馬上就能考慮到很多外行人所不知道的細節。
“飛機在高速飛行過程中遭遇溼冷空氣，首先是一個液滴撞擊在粗糙固體表面的問題。”
“雖然確實可以用VOF或者LSM法對歐拉網格或者笛卡爾網格化處理之後的機翼表面進行計算，但是對於高速撞擊類的大變形問題，數值模擬系統無法保證在所有的網格上都能構造出適定的插值函數，就算強行完成這一步，當網格發生變形時，也難以保證變形後的網格不奇異。”
“更不用說要想在這種情況下求出N-S方程的數值解，計算量也相當誇張，就算用超算恐怕也要幾年時間才能完成。”
林國範一大段話說完，旁邊的祝蘭稍稍幫自己的丈夫打了個圓場：
“或者是小常同志對液固表面相互作用的問題有什麼新的想法？這樣的話我們倒是可以交流一下研究內容。”
氣氛突然在一瞬間陷入了詭異的沉寂。
坐在夫妻倆斜對面的常浩南並沒有馬上做出反應。
“小常同志？”
祝蘭又輕聲詢問了一句。
常浩南的愣神只是持續了極其短暫的一瞬間便恢復了過來，讓祝蘭甚至有些懷疑自己剛剛是不是看錯了。
“哦，祝教授剛剛說得沒錯，我確實有一種新的思路，來計算液固高速撞擊的表面相互作用情況。”
“啊？”
這下輪到林國範和祝蘭二臉懵逼了。
尤其是後者，她剛剛那句話只是爲了讓自家老公的反駁顯得沒有那麼生硬罷了，並不是真的以爲常浩南會對錶面物理學有什麼深入的研究。
結果人家還真就有？
想到這裏，祝蘭不由得對面前這個年輕人提起了幾分重視，表情也逐漸嚴肅起來。
實際上，常浩南確實沒有。
他剛剛真的險些翻車——
儘管重生之後通過連續完成的幾個大項目，已經積攢了260個科研點數，但是人嘛，總是比較貪的。
再加上常浩南這幾個月也確實在不依賴系統的情況下，只靠自己的能力完成了不少課題，所以就開始思索着能不能薅一薅系統的羊毛。
在形成一個閉環的思路之後，想要讓系統給出更具體的研究方法，那就需要花費科研點數了，而如果時間緊急想直接得到答案，甚至要花10倍點數。
但是在那之前，系統會對常浩南的思路本身進行一個判斷，如果不可行，那就會直接提示無法形成閉環，如果可行纔會詢問是否花費科研點數。
而這個“免費”的功能實際上就已經價值連城。
因爲它至少能夠確定大的研究方向不會有錯。
如果說付費版系統是個有求必應包教包會的完美導師，那麼免費版系統就是給了個研究方向之後就不再管你的純放養導師。
但總比沒有強。
所以這一次，常浩南就是利用這種辦法確定了自己的思路正確，然後準備看看能不能靠自己和有限的外援解決一個並非自己專長領域的問題。
結果麼……
自然是果斷花費30個點數重新啓動了外掛，隨後用一聲輕咳掩飾了剛剛大腦接收巨量信息時表現出的一瞬間異常。
然後，他就重新開口了：
“正如林教授剛纔所說，VOF法和LSM法基於流體連續性假設，其物理基礎都是N-S方程，在應對過冷液滴與固體撞擊後結冰的情況時確實有所缺陷。”
“但我們完全可以換一個思路，以牛頓力學方程和耗散-漲落定理爲基礎，使用多體耗散粒子動力學方法進行這一問題的數值模擬研究。”
“不知道……祝教授覺得如何？”
第154章 普適性積冰生長模型
“多體耗散粒子動力學……”
祝蘭重複了一遍這個名詞，同時抬手理了一下頭髮。
這是她在思考時會做的一個無意識動作。
作爲一個表面物理學教授，祝蘭自然很早就開始接觸分子動力學相關的計算模擬了。
其中自然也包括耗散粒子動力學（DPD）——一種在最近幾年才被提出的、應對介觀粒子邉拥臄抵的M方法。
但這個多體耗散粒子動力學又是什麼？
DPD中的基本粒子本來就不是分子動力學中的單個原子或者分子，而是代表着一個個分子團的粗粒化粒子。
由於省去了分子動力學中對所有分子進行描述的麻煩，系統的自由度大大減少，計算量也隨之呈指數級減少，非常適合介觀尺度或者具有一定規模的宏觀尺度的研究。
不過這個“一定規模”，在分子動力學領域指的也就是100nm，最多不會超過1μm這個數量級。
如果多體的意思是繼續擴大研究的尺度，那麼就意味着又要增加需要研究的分子團數量，和建立DPD方法的初衷相悖……
無法解開困惑的祝蘭最終決定“不恥下問”——她和林國範都不是航空工業系統內部的人，對於常浩南這個名字自然不會有什麼印象。
所以在他們看來，面前這個人應該只是182廠主要負責�8除冰裝置改進的年輕工程師而已。
至少目前還是這樣。
“好吧，你說的多體耗散粒子動力學和我所熟悉的耗散粒子動力學之間有什麼關係麼，區別又在哪裏？”
實際上這個時候，常浩南也剛剛把瞬間湧入自己腦子裏面的知識給整理完，關於MDPD的基本原理，他也就只比坐在旁邊的祝蘭早了大概兩分鐘知道。
“最大的不同在於，MDPD對狀態方程進行了改造，基於此得到了新的控制方程。”
“DPD中的保守力是一個純排斥作用的力，其大小隨着距離的增加而減小，由這樣的力控制的粒子會不斷地彼此遠離並最終充斥整個計算空間，形成一團密度、溫度等各項熱力學性質均勻的物質。”
說完，常浩南從旁邊拿過紙筆，寫下了DPD的狀態方程。
p=kT+A^2
之所以這麼做並不只是爲了讓林國範和祝蘭更容易看懂，也是爲了加深常浩南自己的理解，以及順便把MDPD的理論原理給整理下來。
“這個狀態方程裏的流體密度的最高次項爲二次項，而用於描述液體內部壓力的狀態方程需要含有流體密度的三次項，故這種形式的狀態方程從本質上無法數值模擬帶有自由液氣界面的流體系統。”
聽到這裏，祝蘭的眼神猛地亮了起來：
儘管常浩南還並沒有開始介紹什麼新知識，但是他能夠把到目前爲止還算是前沿理論框架的DPD給講明白，並且直接點出了其最大的問題所在，顯然是真的研究過這個問題，而不是那種只學過1+1=2就想證明哥德巴赫猜想的民科，或者只憑頭腦風暴就要大幹快上的新手工程師。
如果說剛剛他們夫妻倆還是抱着些許居高臨下的眼光，想看看如此年輕的一個工程師能說多少有價值的東西的話。
那麼現在，至少已經把常浩南當做是一個可以進行平等學術交流的同行了。
旁邊的林國範也是不由自主地坐直了身子：
“所以你剛剛說的新方法可以解決這個問題？”
對於側重應用向研究的林國範來說，這件事情的意義甚至還要更大一些。
因爲DPD的模擬有些過於理想化了，幾乎只能被用於氣態系統和流體均勻充滿整個受限密閉空間的滿管系統。
而現實環境中，符合這兩種要求的情況屬實不多，幾乎所有的研究對象都在開放空間之內，並且帶有自由液氣界面。
“當然。”常浩南用筆在面前的紙上輕輕點了點：
“我在研究文獻時發現，通過組合三次樣條曲線，對 DPD中的權函數進行改進，可以得到一種能夠根據距離不同自由轉換吸引和排斥作用的保守力形式，這樣就可以保證模型中的粒子能以一定的密度聚集在一起，從而形成類似凝聚態液滴形式的粒子團……”
“在保守力的狀態方程中添加流體密度的高次項之後，就得到了MDPD的狀態方程。”
常浩南說着在紙上寫下了計算流程的最後一步，也就是保守力方程的改造結果：
p=kT+A^2+2Br^4^2(-c)
在完成了最後一個符號之後，他露出了一個滿足的笑容，然後輕輕把筆放在一邊。
“而基於它的控制方程，是可以對真實液滴進行數值模擬的。”
……
兩位金城大學教授畢竟也是有真才實學的，儘管在最初面對一個未知概念時有些茫然，但還是很快抓住了其中的要點。
“只要能夠計算出水滴邉榆壽E和撞擊特性，要得到在固體表面發生相變的過程就比較容易了。”在聽懂了常浩南的解釋之後，祝蘭剛剛一直緊皺着的眉頭也逐漸舒展了開來：
“另外，我想後面還需要確定時間迭代以及邊界條件設置等一系列算法，這方面……”
顯然，在見識到一種全新的動力學理論之後，她已經迫不及待地想要嘗試一下其在工程實踐中的應用效果了。
“小常同志。”
林國範卻直接打斷了妻子說到一半的話：
“後面還需要我們兩個做些什麼，你直接來分配工作吧。”
“MDPD的理論完善，以及具體實現過程所涉及到的算法，可以由我來完成，而飛機除冰裝置的具體設計，可以交給梁總師他們。”
常浩南看着面前寫滿公式的幾張紙緩緩說道：
“但我還想把目光放的更長遠一點，而不是僅僅盯着�8這一個型號上面。”
“也就是，用這套理論，建立一個能夠適應不同環境和翼型，或者不只是機翼，而是任何固體表面的積冰生長模型，這樣，後來的使用者只要給出環境的特徵因素和研究對象的物理建模，就可以獲得對應的冰形生長過程。”
坐在對面的林國範被這樣宏大的目標驚得呼吸一滯：
“伱是想要拿出一個在全世界範圍內具有普適性的積冰生長預測工具？”
要知道，會受到冰害影響的遠不止航空業。
電力、公路、鐵路、建築等各種領域，實際上都在爲此而感到困擾。
但由於氣候條件的不穩定性，一直以來都很難預測冰害發生的時間、位置和具體形式，自然也談不上什麼預先控制。
往往只能在冰害發生或者即將發生的時候，再派出大量人力去檢查和維修。
不僅效率很低，也非常艱苦和危險。
而如果常浩南的野心真能實現，那無論在設計過程還是使用過程中，就都能夠做到有的放矢，針對性地做出提前預防。
對於一個氣象學家來說，簡直是做夢都想要的東西。
“沒錯。”常浩南點了點頭：
“當然，最開始可以不用這麼激進，先處理好我國範圍內的幾個典型場景就好。”
“不過這裏面的環境因素相當複雜，比如來流速度、液滴直徑、來流水含量、環境溫度等等，我對這方面的瞭解不多，需要由林教授您來負責研究和確定。”
剛纔開掛的時候，他用幾種不同的表述方法分別嘗試了幾次，發現如果所有的開發過程都由自己來完成，那要用的科研點數實在太多，所以最後還是選擇只讓系統指導自己完成其中最有挑戰性和開創性的部分。
“沒問題，這也正好是我所擅長的部分。”
林國範已經露出一副躍躍欲試的表情：
“另外，全國範圍的工作也不是一朝一夕能完成的，很多地方都要實地考察，我可以先把秦嶺地區秋冬季的環境因子確定下來，保障你們的定型工作不出問題。”
182廠所處的南鄭就位於秦嶺地區，並且秋冬季也是機翼結冰最高發的時段。
“呃……那再好不過了。”
剛剛常浩南說到興頭上過於放飛自我，差點忘了給�8F和�8J定型的事情已經要火燒眉毛。
也虧了林國範還記着182廠這邊的需求。
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