第213章 講解NS方程通解的應用
2025-02-07 00:23:24
第213章 講解NS方程通解的應用
「建昆同志,你來啦!休息好沒?」
下午3點10分左右,王建昆在132廠的接待同志的指引下來到了會議室,殷廠長在門口等著他。
「休息的很好,殷廠長,人到齊了沒?到齊了就開始吧,大家的時間都很寶貴。」
「到齊了,今天就麻煩你先講解一下NS方程通解的應用,後面咱們再把這款戰鬥機的設計圖給你看看,你先研究下再參與到計算和改進中來怎麼樣?」
「可以,那咱們現在就進去吧。」
「好,這邊進。」
殷廠長帶著王建昆,從會議室的前門進入了這間有保衛人員把守的會議室。
進去之後,殷廠長先介紹了下王建昆的基本情況。
「各位同志,我身邊的這位就是王建昆,你們有些人可能從相關的技術資料上知道過他的名字,沒錯,就是那份求解出了關於流體力學最重要的方程——NS方程的通解的文章,等下就由他來給咱們講解下這通解在工程上的應用。」
底下的30多位專家和研究人員有老有少,年老的居多有20來個,他們已經頭髮花白,看上去差不多都有60來歲了,年少的不多只有幾個,應該就是近些年畢業的大學生,中年人極少,王建昆看到只有3個。
這個情況也驗證了之前那段時間的教育斷層帶來的壞處,現在國內的研究主力還是靠著一群老人,中年研究人員極少,而且有些人的水平比較欠缺,還需要在工作中不斷的學習來掌握新的知識,年輕的研究員更擔不了大任,他們需要更多的實踐和學習。
不過隨著這些年教育上的投入不斷加大,並且幾乎做到了全國選拔,所以能順利畢業並經過考核的年輕研究員的素質是非常高的,學習能力超強,有他們的加入,國內的研究速度應該會越來越快的。
「大家好,我是王建昆,目前就讀於清華大學數學系,之前對流體力學方面感興趣,於是主要精力花在了對NS方程的研究上,目前我已求解出了這個方程的通解,待會我就先給大家講解下這個通解在方程上的具體應用。」
此時台下的老專家們開始交頭接耳,看到王建昆這麼年輕,而且還在讀大學,都有點不敢相信保密刊物上的王建昆就是他。
「王建昆同志,你說是你求解出了這個方程的通解?你還在讀大學,不是應該剛接觸到高等數學嗎?怎麼可能這麼短的時間就解決了這麼複雜的非線性偏微分方程?」
坐在前排的一個老專家忍不住,站起來質疑起王建昆。
「賀老,請先坐下,那份論文確實是台上的王建昆寫的,已經經過相關領域專家的兩輪答辯了,不然也不能刊登上那份保密刊物,至於為什麼他這麼年輕,那不重要,而且也是天大的好事,這是天佑華夏,畢竟江山代有才人出嘛!」
殷廠長見有人質疑王建昆,趕緊站起來安撫。
那個賀姓老專家見有殷廠長出來說話,而且也點出了這王建昆是經過確認的,所以就順勢坐下了。
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「沒關係的殷廠長,能理解,那我就接著講了。」
「大家都知道,這NS方程是一個非線性偏微分方程,比歐拉方程多了一個二階導數項,這使得不對方程加以限定條件的情況下,很難求出精確解。
例如當雷諾數大於等於1時繞流物體邊界層外,粘性力遠小於慣性力,方程中粘性項可以忽略,NS方程簡化為理想流動中的歐拉方程;
而在邊界層內,NS方程又可簡化為邊界層方程等,只有在某些十分簡單的特例流動問題上才能求得其精確解,但在一般情況下求解極為困難。
但是我通過一些數學變幻,找到了這個方程的通解,目前驗證的結果是所有已知的工程問題都能代入這個通解,接下來我就給大家講解下這個通解在飛行器上的應用,我會舉幾個具體的例子,大家可以試著一起來驗算下。」
因為通解的求解過程非常的複雜,台下就坐的人都不是數學領域的專家,要想給他們講清楚非常困難,所以王建昆沒有花時間在通解的求證問題上,簡要的介紹了一下就跳到求解出來的通解在具體的工程應用上來。
接下來的1個多小時裡,王建昆列舉了3個具體的應用例子,它們分別是空氣動力學分析,旋翼翼型設計,氣動熱設計。
其中空氣動力學分析例子是求解出機翼各部位壓力分析,王建昆採用的是一款美國二戰時期的P51螺旋槳飛機的數據,它可以在圖書館上查到,所以用來舉例非常合適。
旋翼翼型設計也是舉的那架P51螺旋槳飛機的,不過他在舉完例子後,還在黑板上畫了一個旋翼在直升機上的優化應用,表示通過優化旋翼的結構,可以製造出提高旋翼翼型在懸停、前飛和機動等多個設計點及多種約束條件下的氣動性能的直升機旋翼,不過他的那個新例子沒有引起這些人的重視,他們都是固定翼飛機的研究員,看不上這種旋翼。
氣動熱設計是舉的德國V2火箭的例子,這款火箭在國內的某些圖書館裡也是可以查到資料的,所以用來舉例不用特別說明資料來源,底下的各位研究員也可以很快接受。
王建昆在台上不斷的板書,寫完一版又一版,底下的老專家一開始是不相信他的,都沒怎麼動筆,就坐在台下看,只有那3個中年專家和幾個年輕的研究員跟著王建昆的板書進行演算。
隨著王建昆板書的越來越多,講解的也越來越流暢,這些老專家坐不住了,開始拿起紙筆跟著王建昆進行演算,然後他們的眼睛是越來越亮,心情也是越來越激動。
因為跟著演算後發現,這個通解方程確實能大大簡化計算,他們一邊演算這幾個例子,一邊結合自己在設計時遇到的難點,不自覺的開始進行了對自己負責的那部分圖紙的演算。
由於他們設計的是一款要進行超音速飛行的戰鬥機,所以翼面形狀,機頭截面形狀,進氣口形狀,特別是那對鴨翼大小形狀以及位置,都需要經過風洞測試以及有限元分析才能確定下來。
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原本他們想著紙面演算應該不會很難,5,60年代就能通過紙面計算完成原子彈和飛彈的設計,他們現在有幾台每秒千萬次的計算機,應該會很快的。
可惜他們沒有做過這方面的工作,不知道這裡面的難度,更是低估了NS方程的複雜性。
因為這款帶鴨翼的飛行器的氣動外形是比美國的F16還要複雜的,國內能用到的材料也跟美國的不同,發動機的推力和大小更是不一樣,所以計算的難度是大大的增加。
他們已經卡在圖紙演算這步好幾個月了,要不是殷廠長和幾個牽頭的人堅持要鴨翼,說不定他們已經推倒重來按照F16的樣子設計個類似的機型了。
現在有了這個通解方程,他們發現進行演算太方便快捷了,於是他們不再小覷王建昆了,知道這個年輕人在這方面確實是很有本事,把那麼複雜的數學難題解決,並且還能給他們講清楚如何應用在具體的工程問題上,舉的那些例子也比較有代表性,讓他們可以快速的掌握相關的方法。
「好了,這個通解的應用就講到這裡了,大家還有什麼疑問的嗎?沒有的話那就結束吧。」
「王建昆同志,你講得很好,我要向你道歉,之前不應該質疑你。」之前那個在會議開始前質疑王建昆年輕的賀姓老專家向王建昆道歉。
「賀老我可受不住,不需要向我道歉,你之前也沒錯,按照常理確實不可能有人在這麼短的時間並且是這麼年輕的時候能解決這個問題。
不過我在數學方面確實比較擅長,在高中階段就已經完成了大學裡的高等數學方面課程的學習了,進入大學後就開始對一些前沿課題進行研究。
這個NS方程通解的證明的前半部分已經在幾個月前發表在了美國的一份頂尖數學期刊上,後面我在完成通解的證明後發現如果用來解決實際的工程問題時,能幫助咱們簡化計算,加快前沿工程的研究,所以就沒有再投往國外,而是在國內的保密刊物上發表。」
王建昆就著這個機會,展示了一下他在數學方面的成就,然後也不忘抬高下自己,藉此拉近一下與這些專家的距離。
「原來如此,建昆同志,你很了不起啊,現在的年輕人都嚮往國外,有什麼好東西都急著向外面展示,你能想著為了幫助國內的科研拉近與歐美的距離,選擇進行保密刊發,很有覺悟,我的好多學生不如你,待會咱們一起吃飯不,咱們好好聊聊。」
「好啊,我先去下招待所,然後去食堂,我也有些飛行器設計方面的問題想找你談談。」
王建昆見賀老拋出了橄欖枝,順勢接過然後提出要跟他討教下飛行器設計的問題。
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「行,我走得慢,先往食堂那邊走,在打菜窗口附近的座位再碰頭怎麼樣?」
「可以,那就這麼說定了。」
……
「來,建昆,這雞腿不錯,你年輕消耗大,吃了它吧,我年紀大了,吃不下。」賀老夾起一個大雞腿給王建昆。
「賀老你自己吃啊,你正在研究的關鍵時候,身體可不能虧空了。」
「沒事,這雞腿是我特意打了給你的,現在咱們的條件好多了,我這還有肉片,夠吃的,你吃吧。」
王建昆推辭不過,於是就接下了賀老的雞腿,王建昆用超能力探查了一下,發現賀老的身體還挺健康的,身體內沒有什麼病變,就是年紀大了,一些細胞的功能和活力開始下降。
「賀老,你多少歲了啊?看你滿頭白髮,還堅持在科研一線。」
「我已經65歲了,20年前去了一趟農場,蹉跎了10來年,頭髮也是那時候白的,其實我身體好著呢,頭髮白是那時候愁的,我當時研究飛機剛有點眉目,就不得不中斷,所以就愁白頭了。
現在好不容易有機會參與設計一款新的戰鬥機,我就是拼了命也要參與,把那段虛度的時間補回來。
當然也有咱們後備力量不足的問題,你在會議室里也看到了,中青年研究員很少,我們這些老傢伙也不得不在前面頂一頂,得幫一幫他們,同時也不能讓研究停滯,咱們國家已經不能再停下腳步了。」
賀老邊吃邊說他的經歷。
「那你們確實不容易,不過一切都會越來越好的,現在改革開放了,咱們的發展速度正在加速,有你們這些人在一起幫忙發力,我相信咱們的科研成就會越來越大的。」
「是啊,對了建昆,你不是說有些飛行器設計的問題要問嗎?晚上你沒事的話,咱們找個地方,我給你講講。」
「好啊,我晚上沒啥事,要不去招待所的小會議室吧,那裡條件還可以。」
「行,我吃完飯回去跟老伴說一聲就過來,你先去。」
賀老吃完飯後,提著飯盒就出了食堂,王建昆則在食堂把飯盒洗好放在食堂里的儲存室不拿走,然後晃悠著往招待所走去。
遠處的幾間廠房裡不時可以看到一些工人在進進出出,那是幾個民品車間,雖然訂單不多金額不高,但是廠子裡還是開了夜班,讓工人有活干有基本工資拿,希望通過這種方式保住工人的飯碗和他們的手藝。
……
「賀老,你來挺快啊,來,這裡有茶葉,咱們邊喝茶邊聊。」
王建昆到招待所沒多久,就等來了賀老,然後帶著他去了招待所的一個小會議室,泡上茶然後跟他聊了起來。
「賀老,我被邀請來這裡不僅僅是給你們講解如何應用NS方程的通解的,還將參與到這款戰鬥機的設計定型中,所以我想先向你了解下你們目前遇到的難點在哪裡。」
「哦?建昆你還對飛行器設計有研究?你這是全才啊!」
「不敢當,我腦子比較好用,之前就對飛行器比較感興趣,所以學了一些皮毛。」
「不要自謙了,之前看你舉的那些例子就說明你是有學很多東西的。」
閒談了一會後,賀老開始給他講解起132廠設計的這款對標美制F16戰鬥機的3代機設計初衷和目前遇到的難點。