第137章 加個旋轉修正補丁就沒問題了

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  第137章 加個旋轉修正補丁就沒問題了

  上京大學,工學院,力學與工程科學系。

  這裡是工學院的核心腹地,也是湍流與複雜系統國家重點實驗室的所在地。

  趙旭領著林葉刷卡穿過了兩道玻璃門,那種屬於頂尖學府象牙塔的學術氛圍感瞬間消失,取而代之的是一種硬核的工業氣息。

  穿過掛滿各種院士大佬照片的走廊,他們來到了位於一樓大廳的流體力學實驗中心。

  剛一進門,林葉的腳步就頓住了。

  占據了實驗室幾乎三分之一空間的,是一台巨大的鋼鐵巨獸一低速回流式風洞。

  粗大的黑色管道蜿蜒盤旋,如同巨蟒般連接著動力段和試驗段,巨大的蜂窩器和整流網在燈光下泛著冷冽的金屬光澤。

  雖然此時並沒有開啟全功率運行,但那種撲面而來的機械美感和壓迫感,依然讓習慣了在紙面上推導公式的林葉感到了一種視覺上的震撼。

  「這————就是風洞嗎?」

  林葉微微仰頭,眼神中流露出毫無掩飾的新奇和驚訝,「比我在書上看到的示意圖要壯觀太多了。」

  他像劉姥姥進大觀園一樣,忍不住想要伸手去摸摸那厚重的觀察窗玻璃。

  沒辦法,作為一個純粹的理工男,這種東西對於他的吸引力還是太強了。

  走在前面的趙旭停下腳步,回頭看到林葉這副沒見過世面的樣子,雖然臉上依舊掛著標準的師兄式微笑,但是他也基本上確認了一件事。

  「看來真的是來參觀學習的。」趙旭心想。

  在他看來,搞流體力學的,如果連這種基礎級別的回流風洞都能大驚小怪,那說明對方根本就沒有接觸過真正的工程實踐。

  理論再強,到了這種真刀真槍的實驗現場,估計連傳感器在哪都找不到。

  「沒錯,林學弟,這就是咱們工學院的寶貝。」

  趙旭雖然心裡覺得馮致遠老師有點小題大做,但表面功夫還是做的滴水不漏,開玩笑,院士的孫子,他一個普普通通的京大碩士生,難道還能得罪人家不成?

  於是他就順帶著給林葉介紹了起來。

  「這是咱們實驗室的低湍流度風洞,專門用來做精細的氣動測量。你應該也知道咱們課題是給天行科技的飛行汽車螺旋槳解決噪音問題吧,就他們現在搞出來原型機模型,前段時間就是在這個段里吹的。」

  「你看那邊,」趙旭指了指試驗段周圍密密麻麻的線纜,「那些是麥克風陣列,用來捕捉聲場信號的。為了測這個噪音,我們可是連著熬了一個通宵。」

  林葉順著他指的方向看去,認真地點了點頭:「原來如此,這種陣列布置確實能有效分離背景噪音。」

  「喲,還懂點陣列?」趙旭眉毛挑了挑,語氣中帶著一絲像是誇獎小學生做對了一加一的讚許,「基礎知識很紮實嘛。」

  但他並沒有在這個話題上多停留,而是領著林葉穿過風洞區域,來到了裡間的計算中心。

  十來個工位上坐滿了博士生和碩士生,每個人面前都亮著兩三個顯示器,上面跳動著各色的流場雲圖和令人眼花繚亂的數據流,有的人面前甚至還擺著從食堂打包過來的飯盒。

  看著這和數學系完全不同的實驗室,林葉不由感慨。

  數學系的導師和學生之間沒有明顯的壓榨關係,是因為導師也清楚數學那東西,即使是逼學生去做,學生也做不出來;但是在這種工學院,即使是碩士生,也是有利用價值的啊。

  「到了。」

  趙旭帶著林葉穿過這片繁忙的走廊,來到了核心區域。

  然後就聽到一聲洪亮的斥責聲傳來。

  「這算的是什麼?啊?這算的是什麼?!」

  趙旭頓時縮了縮脖子,對林葉說道:「馮老師又在訓人了。」

  林葉倒是露出了好奇的表情。

  之前在巴西見到那位馮致遠院長的時候,感覺挺平和的一個人嘛,在實驗室裡面居然是這樣的一面?

  他探頭看去,便見到這位馮院長正對著幾個博士生發火,手裡卷著一疊列印出來的流場圖,拍得桌子啪啪作響。

  馮致遠指著紙上的一團紅紅綠綠的色塊,聲音顯得不耐煩,「天行科技的李總工下周就要來看階段性成果,你們就給我看這個?螺旋槳轉了不到三圈,尾跡渦就散得跟煙圈一樣!這是空氣動力學,不是抽菸吐圈圈!」

  幾個博士生垂著頭,像鵪鶉一樣不敢吭聲。

  馮致遠歇了會兒氣,拿起旁邊的水壺喝了一口。

  「馮老師。」

  趁著馮致遠喝水的這個空檔,趙旭硬著頭皮走上前,小聲喊了一句,「林葉同學帶到了。」

  馮致遠正在氣頭上,聞言猛地轉過身。

  當他看到背著書包,一臉平靜的林葉時,臉上的怒氣稍微收斂了一些,但依然緊鎖著眉頭。

  「哦,小葉來了啊。」

  林葉向他點了點頭:「馮————老師好。」

  雖然當初在巴西那邊馮致遠是讓自己喊叔叔,不過看著周圍的情況,想了想還是跟著一起喊老師得了。

  馮致遠沒有關注稱呼上面的問題,只是抬手看了看表,便語速極快地說道:「陳老這兩天和我提了一下你要開學的事情,讓我帶你試一試,所以我就直接把你叫過來了,但我現在這兒確實是火燒眉毛,沒空給你開迎新會了。你既然在巴西的時候能提出保螺旋度的想法,說明你底子不錯。」

  他指了指旁邊的一台空閒的電腦:「趙旭,你給林葉說一下咱們課題現在是什麼問題,另外把咱們那組噪音數據調給他看。小葉,你先自己熟悉熟悉情況,看看我們的模擬到底死在哪兒了,我有空再指導一下你。」

  說完,馮致遠又轉過身,繼續對著那幾個博士生輸出:「去,把湍流模型的參數再調一下,把耗散項給我壓下去!」

  林葉眨了眨眼。

  行吧,他也算是明白了,人家在自己面前平和,那是因為自己有陳景明這位爺爺。

  而真正工作的時候,馮致遠表現的就像是急性子一樣。

  在他手下的那些研究生們怕都是遭老罪咯。

  而旁邊的趙旭此時則是張了張嘴,看著馮致遠,想說一聲他自己還有事情要做呢,哪有時間給林葉介紹一下課題的事情啊?

  只不過看著馮致遠那嚴厲的樣子,還有那戰戰兢兢的幾位博士師兄們,想了想,最終還是放棄了。

  於是他認命地帶林葉來到了那台電腦前,有氣無力地對林葉說道:「行吧,我給你講,你隨便聽聽就行了,沒聽懂也沒事兒,你連風洞都沒見過的話,這種東西————就當了解一下得了。」

  林葉點點頭:「那就辛苦趙師兄了。」

  趙旭拉開一把椅子,示意林葉坐下,然後自己一邊熟練地敲擊鍵盤調取數據,一邊開始了科普。

  「咱們課題現在面對的問題,簡單來說就是,仿真失真。」

  趙旭指著屏幕左邊的一張頻譜圖:「這是外頭那個大風洞吹出來的實測數據,螺旋槳轉速拉高后,噪音峰值高達95分貝,而且那種高頻的嘯叫聲特別刺耳,跟電鑽似的。」

  然後,他又點開了右邊的CFD模擬雲圖,攤了攤手:「但這是我們在超算上跑出來的結果。70分貝,安靜得像是在圖書館翻書。」

  聽著趙旭的這個講解,林葉微微點頭。

  這就是仿真失真。

  模擬出來的數據和真實數據完全對不上。

  「為什麼會對不上?」趙旭瞥了林葉一眼,自問自答道,「因為我們的算法撒謊了,為了保證計算不崩,現在的混合湍流模型加了太多的人工粘性。這就好比————嗯,你可以理解為美顏相機開到了十級磨皮,把皮膚上面的那些瑕疵直接磨平了,我們的這個算法就相當於把那些真正產生噪音的微小渦旋全給磨沒了。」

  林葉頓時恍然大悟。

  這就是當初在巴西的時候,馮致遠和陳爺爺他們談話的時候提到過的那個問題。

  他還記得。

  而這時候,趙旭也在屏幕上調出了那組讓馮致遠大發雷霆的異常數據一張螺旋槳葉尖渦脫落的三維等值面圖。

  「看這兒。」趙旭指著從葉尖拖出的那條螺旋狀渦管,「理論上,這東西應該像龍捲風一樣凝聚,一直向後延伸。但你看看我們算出來的————」

  屏幕上,那條本該凌厲的渦管,在離開葉片僅僅幾個直徑的距離後,就像是融化的冰激凌一樣,迅速變粗、變淡,最後莫名其妙地消失在了一片模糊的色塊中。

  「這就是所謂的渦旋異常破碎,用的是DES方法。」趙旭嘆了口氣,也沒指望林葉能發表什麼高見,「行了,你看一眼有個印象就行,能看出什麼來就跟我說,看不出來也沒事,這玩意兒連博三的大師兄調了兩個月的參數都沒救回來,你就別費那腦細胞了。

  說完,趙旭掏出手機,正準備趁機摸會兒魚。

  反正這圖這麼亂,他估計林葉連哪是葉片、哪是渦核都分不清。

  林葉這時候將書包放在了地上,坐到了屏幕前。

  他沒有急著操作滑鼠,而是微微眯起眼睛,盯著那張靜態的三維等值面圖,或者說Q

  準則渦量等值面圖。

  在他的視野中,【物理幾何直覺】悄然開啟。

  屏幕上那些雜亂無章的色塊,在他的腦海中迅速重構成了動態的流體結構。

  他看到了高速旋轉的螺旋槳,看到了從葉尖脫落的、如同龍捲風般的強烈渦旋。

  然而,這股渦旋在向後延伸了僅僅幾個直徑的距離後,原本緊緻、凝聚的管狀結構,突然像是被某種無形的力量給吃掉了一樣,迅速變得模糊、甚至斷裂。

  「渦核破碎?」林葉心中第一時間閃過這個詞。

  但他很快搖了搖頭。

  「不對。」

  林葉的手握住滑鼠,開始旋轉視角,並切片查看了渦核內部的渦量分布。

  「如果是物理上的破碎,渦核會膨脹,內部會出現回流區。但這裡————」林葉的眼睛微微眯起,「這裡的渦核並沒有膨脹,而是直接耗散了,它的能量密度在空間上出現了非物理的衰減。」

  他盯著網格線與渦管的相對位置,忽然發現了一個極其細微的規律。

  「趙師兄。」

  林葉突然開口,聲音平靜。

  正準備刷短視頻的趙旭嚇了一跳,抬頭看了一眼時間,這才過去不到五分鐘。

  「怎麼?看不懂?」趙旭挑了挑眉,剛想說「看不懂正常」。

  林葉卻指著屏幕上的一個切片,像是詢問,又像是陳述一樣地說道:「這組數據的異常,不是因為湍流模型參數沒調好,也不是因為物理上的渦破碎。」

  「是因為網格對齊的問題。」

  「什麼?」趙旭一愣。

  林葉繼續說道,手指在屏幕上划過一道斜線:「你看,螺旋槳產生的尾跡渦是螺旋狀向後延伸的,但是,你們的背景網格是笛卡爾直角網格,當渦管的切向速度方向與網格線成45度角左右時,數值耗散達到最大值。」

  「就像是用一把鋸齒狀的刀去切豆腐。」林葉做了一個比喻,「數值格式在處理這種斜交流動時,引入了過大的人工粘性,硬生生把渦旋給磨沒了。

  ,「所以,算出來的噪音偏低,是因為聲源渦旋被網格抹去了。

  97

  靜。

  趙旭拿著手機的手僵在了半空,他瞪大了眼睛,像看鬼一樣看著林葉。

  這————這怎麼可能?!

  他之所以震驚,不是因為林葉說錯了。

  恰恰相反,是因為林葉說得太對了!

  這確實就是他們課題組經過無數次排查後得出的內部結論!這也是馮院長發火的原因因為這是笛卡爾網格的天生缺陷,除非上極其昂貴的自適應加密網格,否則根本無解!

  但問題是,這個結論是他們幾個博士生跑了幾十組對比算例才總結出來的。

  而林葉呢?

  他才坐下五分鐘!

  他連原始代碼都沒看,光是看了一眼後處理的雲圖,就精準地指出了網格對齊這個核心病灶?

  「這————」趙旭咽了口唾沫,喉嚨有些發乾。

  他原本以為林葉是靠關係進來的鍍金黨,但這一下確實把他給鎮住了。

  不過,短暫的震驚後,趙旭那種屬於前輩師兄的自尊心很快又占了上風。

  他在心裡迅速給自己找了個理由。

  「肯定是巧合!對,一定是巧合!」

  「畢竟網格對齊問題在CFD里雖然難解,但也算是教科書里的經典坑了,這個林葉搞競賽的,理論書肯定看得多,而且還有個院士爺爺,接觸到的東西肯定也很多,能聯想到這裡也不奇怪。而且聽剛才馮老師說的話,他們之前肯定是交流過,說不定馮老師就給他提到過這些東西呢!」

  想到這裡,趙旭眼中的震驚慢慢褪去,雖然收起了之前的輕慢,但依然保持著一種師兄的矜持。

  「咳咳————觀察力不錯。」

  趙旭裝作鎮定地點了點頭,擺出一副指點江山的架勢:「確實,我們內部討論的結果也是指向網格問題。但這正是難點所在啊!我們不可能為了這一個渦,把全場的網格都加密十倍,那樣計算量受不了,你知道病因沒用,關鍵得有藥啊。」

  他站起身,拍了拍林葉的肩膀,語氣中倒是還保持著一點勉勵的意思:「行了,既然你看出來了,說明你的基礎確實不賴。不過這問題沒那麼好解決,你先自己琢磨琢磨吧,別亂動參數就行。」

  能看出問題是眼力,但能解決問題才是能力,趙旭是萬萬不認為林葉能有什麼辦法解決這個連馮院長都頭疼的死結。

  林葉聽出了趙旭話里的意思,但他並沒有反駁,只是微微一笑。

  「我明白了。」

  林葉轉過頭,重新看向屏幕上那團破碎的渦旋,眼底閃過一絲精光。

  既然確定了病灶是數值耗散在特定角度下的放大,那麼,給這個求解器加上一個旋轉修正的補丁,應該就沒問題了吧?

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