大國(guó)院士 第三百零三章測(cè)試‘等離子體湍流’數(shù)學(xué)模型

對(duì)于自己的手稿被盜，徐川并沒(méi)有太在意，畢竟這本就是計(jì)劃中的一部分。

當(dāng)天傍晚，鄭海就重新將丟失的稿件送了回來(lái)。

徐川雖然有點(diǎn)好奇到底是哪個(gè)國(guó)家的人從他這里摸走了他的手稿，只是安保人員那邊還在處理這件事，他也不太好追問(wèn)。

日子就這樣一天天的過(guò)去，針對(duì)可控核聚變反應(yīng)堆等離子體湍流的建模工作一點(diǎn)點(diǎn)的進(jìn)行著。

九月中旬，在時(shí)間過(guò)去了半個(gè)月左右后，南大和交大聯(lián)手分析的惰性中微子原始數(shù)據(jù)完成了。

陳正平第一時(shí)間打了電話給徐川，并將分析出來(lái)的數(shù)據(jù)交給了他。

“分析數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)給你了，不過(guò)分析后的數(shù)據(jù)量依舊比較大，畢竟這是LHC那邊的專項(xiàng)對(duì)撞數(shù)學(xué)，你需要我們幫忙嗎？”辦公室中，陳正平看向徐川問(wèn)道。

惰性中微子的發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是對(duì)于徐川還是南大，或者說(shuō)對(duì)于整個(gè)華國(guó)來(lái)說(shuō)，其實(shí)都是越早越好。因?yàn)闊o(wú)論從哪方面來(lái)說(shuō)，惰性中微子的方向都在學(xué)術(shù)界很大的提升個(gè)人、學(xué)校、國(guó)家的學(xué)術(shù)影響力。

徐川想了想，道：“也行。這樣，我整理一份關(guān)于如何分辨和確認(rèn)惰性中微子置信度的文檔出來(lái)，然后你們按照文檔進(jìn)行處理，處理好的數(shù)據(jù)再交由我來(lái)制備達(dá)里茲圖如何？”

陳正平點(diǎn)了點(diǎn)頭：“完全可以，目前來(lái)說(shuō)盡快將惰性中微子的置信度從3sigma提升到5個(gè)sigma以上是最要緊的。”

徐川笑道：“那就麻煩老師了。”

相比較去年過(guò)年期間來(lái)說(shuō)，這會(huì)他的確抽不出太多的時(shí)間去處理惰性中微子的數(shù)據(jù)。

目前來(lái)說(shuō)，他抓緊時(shí)間將等離子體湍流的建模做完更重要一些，而惰性中微子的數(shù)據(jù)分析交給南大和交大的確比較省事。

陳正平笑道：“不用那么客氣，其實(shí)我們還得感謝伱給了這個(gè)機(jī)會(huì)，畢竟對(duì)于其他的學(xué)子來(lái)說(shuō)，這是不可多得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。”

對(duì)于南大和交大來(lái)說(shuō)，讓原本沒(méi)有機(jī)會(huì)參與進(jìn)CERN實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的物理生參與一些高能物理的數(shù)據(jù)分析工作也是一件很不錯(cuò)的事情。

畢竟不是每一個(gè)學(xué)理論物理的學(xué)生，都有機(jī)會(huì)跟著導(dǎo)師或者說(shuō)申請(qǐng)到CERN的實(shí)習(xí)工作的。

更多的理論物理生，往往都是在國(guó)內(nèi)或者其他地方蹭一點(diǎn)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，來(lái)完成自己的畢業(yè)論文。

而這一次有光惰性中微子的分析數(shù)據(jù)，足夠給南大和交大很大一批物理生完成自己的畢業(yè)論文了。甚至說(shuō)不定能借這次機(jī)會(huì)獲得踏足CERN的資格。

隨著南大和交大開(kāi)始深入分析惰性中微子的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，徐川對(duì)等離子體湍流的數(shù)學(xué)建模工作也逐漸進(jìn)入了尾聲。

對(duì)等離子體湍流建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型，即便是拋開(kāi)底層的復(fù)雜數(shù)學(xué)計(jì)算和相關(guān)理論基礎(chǔ)來(lái)說(shuō)也是一件比較困難的事情。

在建模過(guò)程中，徐川遇到了不少的麻煩。

有些東西可以通過(guò)各種搜索和學(xué)習(xí)來(lái)解決，但有些問(wèn)題在網(wǎng)絡(luò)上根本就找不到答案。

比如在為模型植入“渦流直接模擬數(shù)據(jù)”的時(shí)候，他就遇到了難題。

因?yàn)闇u流的大小尺度之間存在差異，而求解的時(shí)候又必須同時(shí)對(duì)兩者進(jìn)行求解，這會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)致求解數(shù)值仿真中的所有湍流尺度的代價(jià)非常高昂。

特別是用于求解高雷諾數(shù)流動(dòng)時(shí)，哪怕是用超級(jí)計(jì)算機(jī)，短時(shí)間內(nèi)都不一定能完成運(yùn)算。

如果是其他領(lǐng)域，倒也無(wú)所謂了。

但用于實(shí)時(shí)控制可控核聚變反應(yīng)堆中的高溫等離子體湍流，時(shí)效就是生命。

做不到實(shí)時(shí)控制，等到等離子體撞上第一壁后再說(shuō)什么都晚了。

看著屏幕上的簡(jiǎn)陋模型和寫到一半的建模程序，徐川吐了口胸中的濁氣。

老實(shí)說(shuō)，在這個(gè)問(wèn)題上他已經(jīng)困擾了很長(zhǎng)一段時(shí)間了，只是之前可以跳過(guò)它先做其他的工作，但現(xiàn)在必須的補(bǔ)上了。

“或許，我需要一些外援幫助。”盯著屏幕上緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)的模型，徐川微微搖了搖頭。

嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，他并沒(méi)有全面系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過(guò)數(shù)學(xué)建模方面的知識(shí)，做一些簡(jiǎn)單的模型編寫還成，但單憑自己的能力要想解決這個(gè)問(wèn)題，可以說(shuō)幾乎不可能。

當(dāng)然，在研究中遇到問(wèn)題找人請(qǐng)教和幫忙是一件很正常的事情，這并不羞恥。

只是說(shuō)，找誰(shuí)幫忙比較好點(diǎn)？

想了想，徐川腦海中浮現(xiàn)出一個(gè)人影，確定后他打開(kāi)了郵箱，將自己遇到的問(wèn)題，需要的條件以及一些相關(guān)的理論數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)整理了一下后，發(fā)送了過(guò)去。

而后他又摸起手機(jī)，打開(kāi)了威信找到一個(gè)熟悉的號(hào)碼，發(fā)了條消息過(guò)去。

沒(méi)一會(huì)，手機(jī)震動(dòng)了一下，一條威信回復(fù)了過(guò)來(lái)。

“嗯，收到你發(fā)的郵件了，我先看看，只是不一定能解決。”

徐川笑了笑，回復(fù)了一句：“辛苦你了，等你回來(lái)我請(qǐng)你吃飯。”

對(duì)于數(shù)學(xué)建模方面的工作，他第一時(shí)間能想到的就是學(xué)姐劉嘉欣了。

18年他回國(guó)，學(xué)姐前往普林斯頓深造，如今已經(jīng)過(guò)去了一年多的時(shí)間。

以她的數(shù)學(xué)天賦再加上學(xué)習(xí)能力，想來(lái)能在普林斯頓學(xué)到不少的東西，或許能幫他解決這個(gè)問(wèn)題。

放下手機(jī)，徐川將注意力重新放回到建模上。雖說(shuō)找人幫忙看看了，但自己再鉆研一下也是必須的。

畢竟知識(shí)這東西，永遠(yuǎn)都不怕多，只怕用時(shí)方恨少啊。

學(xué)姐的回復(fù)比徐川預(yù)料中還要早上不少，傍晚時(shí)分，一份保持關(guān)注的郵件就回復(fù)了過(guò)來(lái)。

與此同時(shí)，他手機(jī)威信上也收到了一條學(xué)姐發(fā)過(guò)來(lái)的信息：“那個(gè)，方案已經(jīng)發(fā)你郵箱了，你看看合不合適，不行可以再和我說(shuō)。”

收到威信的時(shí)候，徐川正在吃飯，回復(fù)了一個(gè)好后，幾口將餐盤中的飯菜扒拉干凈，趕回了辦公室。

打開(kāi)郵箱，里面果然躺著一份未讀的郵件。

點(diǎn)開(kāi)郵件，徐川迅速瀏覽了起來(lái)。

“.按照要求，如果你需要對(duì)‘渦流的直接數(shù)值’進(jìn)行模擬，無(wú)論是使用DNS仿真、LES拆分法、還是雷諾平均模擬RANS方法都是無(wú)法達(dá)到要求效果的。”

“因?yàn)樵诘入x子體湍流工程問(wèn)題中的特征雷諾數(shù)普遍較高，即使附著邊界層內(nèi)的最大尺度也會(huì)變得很小，哪怕是采用LES模型對(duì)網(wǎng)格尺度的要求也并不比DNS減弱太多。”

“這是核心基礎(chǔ)問(wèn)題。”

“而如果想要實(shí)現(xiàn)降低對(duì)計(jì)算機(jī)硬件和計(jì)算力的要求，或許你可以嘗試一下在邊界層附近采用各向異性的模型，如RANS模型，而在遠(yuǎn)離壁面的區(qū)域采用LES模型，通過(guò)雙重混合來(lái)完成一種復(fù)興高階模型的架構(gòu)”

“.設(shè)雷諾應(yīng)力項(xiàng)τρRij““代表Favre平均，六分量方程具有如下通用形式：

“其中右端分別為生成項(xiàng)、壓力與應(yīng)變關(guān)聯(lián)項(xiàng)再分配項(xiàng)、耗散項(xiàng)、擴(kuò)散項(xiàng)及質(zhì)量項(xiàng)，其中，生成項(xiàng)可精確得到需要函數(shù)。”

“引入過(guò)渡函數(shù)F使RANS方法作用于邊界層附近，而在遠(yuǎn)離邊界層區(qū)采用LES方法，則可構(gòu)造混合RANS/LES框架下的二階矩模型：”

“.或許這樣的高階矩模型具備準(zhǔn)確分辨渦流動(dòng)的潛力，符合你的要求。”

“希望能幫到你一些。”

電腦前，徐川認(rèn)真的閱讀著劉嘉欣傳遞過(guò)來(lái)的解決方案。

或許是這一年多的留學(xué)經(jīng)歷影響一些性格，或者是隔著電腦屏幕，亦或者是正好處于自己的專業(yè)領(lǐng)域中，這位學(xué)姐在郵件中的行間字里表現(xiàn)出來(lái)的自信比以前高多了。

當(dāng)然，不得不說(shuō)的是，這份郵件中提出的解決方案說(shuō)不定真的能解決他的問(wèn)題！

不僅詳細(xì)，更是將建模中的一些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)全都羅列了出來(lái)。

而能在短短的幾個(gè)小時(shí)內(nèi)就做出一份這樣詳細(xì)的方案，可以想得到的是，不僅僅是她個(gè)人在建模方面已經(jīng)有了極深的了解和極高的能力。

更恐怕是在收到他的郵件后，就一直都為解決這個(gè)問(wèn)題而努力，否則幾個(gè)小時(shí)就要做出來(lái)一份這樣的方案，還附帶詳細(xì)節(jié)點(diǎn)，根本就不可能做到。

看完郵件后，徐川連山帶著笑容迅速回道：“已經(jīng)收到，我先試試，無(wú)論成功或者失敗，我都會(huì)和你說(shuō)的。”

“我有預(yù)感，它能幫助我解決這個(gè)麻煩。辛苦你了，謝謝。”

將方案從郵箱中下載下來(lái)后，徐川重新打開(kāi)了FloEFD建模工具，對(duì)原有的模型做了一個(gè)備份后，他開(kāi)始沿著學(xué)姐的思路重新修改和編寫數(shù)學(xué)模型。

這一次，建模的過(guò)程相當(dāng)順利。

當(dāng)他在電腦上敲下了最后一行算式，小心翼翼的將做好的模型保存起來(lái)后，整個(gè)人也放松了下來(lái)。

長(zhǎng)出了一口氣后，徐川放下了夾在指尖的圓珠筆，看向顯示屏上的數(shù)學(xué)模型，臉上也帶上了笑容。

“終于搞定了！”

伸了個(gè)懶腰，活動(dòng)了一下筋骨后，徐川檢查了一下做出來(lái)的數(shù)學(xué)模型，確認(rèn)沒(méi)有問(wèn)題后，將其拷貝了下來(lái)。

帶著保存有模型的固態(tài)硬盤，他走了辦公室。

數(shù)學(xué)模型已經(jīng)完成，那么接下來(lái)，就是先對(duì)其進(jìn)行一個(gè)模擬測(cè)試了。

而這需要用到超級(jí)計(jì)算機(jī)，要運(yùn)行這個(gè)模型，哪怕僅僅是對(duì)唯像數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和推衍，需要的計(jì)算力就遠(yuǎn)不是人腦能夠達(dá)到的了。

除非，他的大腦是十六核的量子計(jì)算機(jī)，否則這根本就是不可能的事情。

作為一所頂級(jí)985高校，南大自然是有著自己的超級(jí)計(jì)算機(jī)的。

南大的高性能計(jì)算中心采用了IBM大型刀片集群，理論計(jì)算峰值每秒873.6萬(wàn)億次/秒，為南大的物理、化學(xué)、大氣、天文、材料、電子等各院系提供計(jì)算服務(wù)。

盡管放到現(xiàn)在，它的性能已經(jīng)算不上優(yōu)秀，不過(guò)想來(lái)測(cè)試一下他手中的數(shù)學(xué)模型‘應(yīng)該’還是可以的？

當(dāng)然，徐川其實(shí)也不太確定南大這邊的超算能不能帶得動(dòng)他的模型，因?yàn)樯婕巴牧鞯挠?jì)算，向來(lái)是所有運(yùn)算中最復(fù)雜最需要計(jì)算力的。

哪怕他已經(jīng)前前后后針對(duì)模型做到了最簡(jiǎn)，對(duì)于超算的考驗(yàn)估計(jì)也相當(dāng)大。

理論計(jì)算峰值34萬(wàn)億次/秒，這個(gè)計(jì)算力對(duì)于一個(gè)唯像湍流模擬控制數(shù)學(xué)模型來(lái)說(shuō)，真不多，甚至可以說(shuō)少得可憐。

或許他應(yīng)該直接去國(guó)家級(jí)的大型超算中心做這個(gè)測(cè)試，但相對(duì)比之下，那要麻煩不少，甚至搞不好可能還要排隊(duì)等待什么的。

而南大這邊就不同了，只要他需要，停掉其他所有的計(jì)算專門為他服務(wù)也就是一句話的事情，所以他準(zhǔn)備先在南大試試再說(shuō)。

試試再說(shuō)，反正又不會(huì)懷孕。

帶著模型，徐川找到行政中心負(fù)責(zé)管理超算中心的老師，填了一份超算的使用申請(qǐng)表單后，負(fù)責(zé)審批的老師直接‘咣’的一聲在申請(qǐng)表上蓋上了紅章。

這位的申請(qǐng)表，只要不是他想拿著超算去打游戲，百分百都會(huì)直接通過(guò)。

更何況，負(fù)責(zé)蓋章的老師還瞄了一眼申請(qǐng)內(nèi)容。

“測(cè)試等離子體湍流數(shù)學(xué)模型。”

雖然并不是專業(yè)人士，但對(duì)于等離子體湍流的大名，這位搞行政的老師還是知道的，這可是世界鼎鼎有名的難題。

這種情況下，他連向領(lǐng)導(dǎo)報(bào)告都沒(méi)有做就直接通過(guò)了。

生怕耽擱這位的研究。

畢竟報(bào)告可以事后補(bǔ)一個(gè)，但要是耽擱了這位大佬的事情，估摸著校長(zhǎng)能把他吊在校門打。

(本章完)