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第795章 熱化學對流全耦合剛性求解問題

2026-10-08 15:23:17 作者: 文字是毒

  桃子既然說這個事情沒有問題,葉清河就不再過多關注了。

  實際上現在他在家裡也很少談論跟科研相關的事情,主要是家裡這幾個人對於這一塊也都不太懂,他就算是說了,他們也不明白。

  當然這個事情如果是沒有竊聽器,那肯定更好。畢竟就算不談論科研的事情,總會談論一些其他的事情,萬一被竊聽過去,也不是什麼好事。

  今天他早上完成了10公里跑,所以有一次抽獎機會,他一直沒有抽,等晚上睡覺的時候,他才進入空間選擇抽獎。

  【信服】你身上會有一種讓人信服的氣質,只要不是超出對方的常識,就算是謊言,也會讓對方信服。

  ?

  看到獲得的這個技能,葉清河愣了好半天,這個到底算是氣質,還是說某種魅惑能力?

  而且自己好像也並不太需要這個東西吧?

  不過,既然抽中了,那就留著吧!

  沒有多想,葉清河早早睡了。

  早上起來,葉清河只是在門口簡單地跑了 5 公里,然後吃飯,去蒙科樓。

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  向東和羅佑兩個人的核算工作接近了尾聲,估計這兩天就能夠完成。所以葉清河也需要儘快把新的項目交給他們。

  沒有多寒暄,葉清河在電腦前快速解決著現有的問題。

  下午,葉清河本來是準備去寵物醫院的,但是並沒有接到薛守去寵物醫院的通知,所以只能是繼續去蒙科樓裡頭。

  實際上,他目前推進的超算全鏈路標準化驗證與量化執行體系構建工作,也差不多快要結束了。

  他已經完成了頂層置信體系框架的獨創定義、單元級誤差溯源理論重構、多物理耦合不確定性傳播模型、分層置信等級閾值標定規則,以及極端工況抗崩壞、自適應耗散修正核心算法。

  今天正在進行最後的全鏈路閉環校驗的修正邏輯體系。

  他需要獨創驗證、誤差反饋、模型修正、再驗證的閉環數學邏輯,讓整套體系具備自我疊代優化能力。

  可以說整套超算置信驗證體系 99% 的核心理論、數學框架、創新算法、評價標準,都是他獨立完成的。剩下的只需要向東或者羅佑的團隊承擔機械化、流程化、高算力消耗的執行性工作,這部分不需要什麼理論創新,不涉及核心架構的參與,也沒有規則定義權。

  所有的工作,基本上向東和羅佑、符嵩三個人都是站在葉清河身後,看著他一步一步完成的。

  看著屏幕上那套全鏈路標準化的執行框架,向東揉了揉有些發酸的脖頸,雖然已經被震撼過好多次了,但此時語氣里依然滿是難以置信。

  「以前高超聲速仿真最大的弊病就是算得出結果,卻說不清結果是否可信。不同工況下的數據離散、崩壞、缺陷無法溯源,仿真結論只能依靠經驗判斷。現在葉教授給出的這套量化置信體系,相當於給超算仿真裝上了一把精準的標尺。」

  羅佑推了推眼鏡,眼底里滿是敬畏。看著比自己手底下學生還要年輕的葉清河,聲音壓低,滿是嘆服。

  「我們三個人帶的團隊,能夠分擔算力調度、重複實驗、數據歸檔。可頂層的公理設定、多物理耦合的邊界約束,沒有任何人可以接手。這不是量變的優化,是直接填補了國內仿真領域有計算無置信的空白。往後軍工仿真的數據不再是僅供參考的數字,而是可以直接用於方案研判的可靠依據。」

  過去國內高超聲速的超算仿真是割裂的。

  幾何建模、網格劃分、流體求解器運算、熱化學耦合疊代、後處理分析,每一段都有獨立的計算程序,各個環節有著各自的誤差閾值,沒有統一的數學標準串聯。

  仿真跑完能輸出壓力、溫度、激波形態的大量數據,可科研人員無法精準判斷誤差來自網格畸變、NS 方程適定性破缺,還是熱化學反應模型本身的偏差。

  一旦出現離散崩壞缺陷,很難逆向溯源。

  最終仿真結果只能和風洞實驗做粗略對比,大量結論依賴專家經驗修正。仿真更多的是起到參考作用,不能直接作為工程決定的決策憑證。風洞實驗依舊要耗費巨額經費,反覆試錯。

  葉清河最近做的這些工作,完成了兩件顛覆性的事。

  第一,他建立了一套統一的數學公理基準,從幾何不變量出發,為全鏈路每一個計算環節定義可量化的置信閾值。從初始模型的幾何偏差,到動態網格的形變誤差,再到高速下熱化學耦合帶來的求解漂移,每一處偏差都擁有精確的量化指標。


  第二,搭建了誤差逆向溯源邏輯。當仿真出現異常波動時,系統可以順著置信鏈條反向定位缺陷產生的具體環節,不再是盲目排查。

  羅佑、符嵩、向東三個人完成的只是在這套數學規則之下,調度超算集群開展大批量工況驗算、參數覆核、日誌歸檔的執行工作。核心的判定邏輯完全由葉清河的底層理論鎖死。

  三個人當中,跟葉清河接觸最多的符嵩,看著屏幕上的東西,再回首看了看身後的團隊。

  「變革遠不止優化一次仿真。過去行業規則是風洞試驗為絕對核心,仿真僅做輔助參考。現在這套置信體系讓超算仿真的數據具備了工程級可信度。

  前期大量方案篩選可以交給超算完成,極大減少風洞的實驗消耗,縮短高超飛行器的研發周期。

  更關鍵的是,我們擁有了自主可控的仿真置信評判標準,不再依賴國外商業軟體內部不透明的誤差判定邏輯。

  往後不止高超,航空發動機、深空載人裝備的強非線性仿真,都可以沿用這套範式。

  這是把整個計算仿真的科研邏輯,從試錯擬合改成了理論先行的新模式。」

  說句不客氣的話,也就是他們這個工作需要絕對保密,不能夠向外透露一點消息,不然葉清河解決的這些問題,隨便一個小項單列出來,發表到相關的期刊上,那都是行業震動的頂級大突破。

  而葉清河這短短不到 3 個月裡頭解決的這些問題,已經可以成為整個行業的頂層權威,沒有之一。

  不單單是國內,在全球範圍都是。

  一旦被國外的各個國家和機構知道葉清河做了這些事情,可以說這些國家一定會想盡一切辦法邀請葉清河,或者說把葉清河給弄到他們國家去。

  因為這些東西真的是太重要了。

  它就相當於一個加速器,可以讓很多高精尖的軍工航天設備的研發效率提升到一個新的高度。

  「這部分工作,向教授和羅教授,你們兩個人誰接手?」

  葉清河在做完最後的一遍確認沒有差錯之後,轉過頭對著羅佑和向東兩個人說道。

  「我來!」

  向東的動作更快一些,第一時間往前一站,舉起右手。

  就像是被老師詢問誰來回答這個問題的小學生一樣。

  「那這個項目就交給向教授了。」

  葉清河點點頭,接下來的工作交給誰都一樣,向東先說話,那肯定就是交給向東了。

  看了一眼電腦屏幕下的時間,離下午下班還有一個多小時,葉清河沒有休息,轉過頭打開新的研究文檔,開始解決接下來的問題。

  熱化學對流全耦合剛性求解模塊。

  看到葉清河屏幕上出現的這一行字,符嵩、羅佑、向東三個人立馬把視線全都聚焦到了葉清河的屏幕上。

  作為行業的專家,他們太清楚這個問題的核心困境了。

  其根源在於兩套物理過程存在數量級懸殊的時間尺度鴻溝。

  高超聲速飛行時,流體對流的演化以微秒為單位,而高溫下空氣分子解離、電離的熱化學反應往往在納秒級完成。

  二者跨度可達上千倍,將它們放在同一套方程組內求解,便造就了極強的方程剛性。

  傳統的數值解法面臨兩難。

  若未匹配化學反應的極速變化,採用極小的時間步長,一次完整仿真的疊代次數會暴漲,即便動用國內頂尖超算,單次工況的演算時長也會拉長至數周,算力消耗達到無法承受的地步。

  若是放大時間步長,適配流體流動,化學反應項就會出現嚴重的數值失穩,殘差毫無徵兆地猛烈反彈,仿真直接發散崩潰。

  過去,行業內的妥協方案大多是簡化化學反應組分,刪減部分反應路徑,犧牲物理精度換取計算穩定。

  可一旦簡化模型,高溫再入超燃內部的熱環境預測就會出現巨大偏差,仿真結果失去工程參考價值。

  而這個問題更深層的難點是,沒有現成的數學邊界可供參考。

  此前全球範圍內,對於多組分熱化學耦合剛性系統,不存在嚴謹解析化的剛性閾值劃分。

  國內外的項目只能依靠科研人員常年積累的經驗,反覆試湊調整疊代參數。

  研究者能夠看見仿真崩潰、殘差震盪,卻無法從理論上預判在何種參數、何種流場條件下,系統會走向失穩。


  相當於醫生只能看見病症,卻找不到病灶的精確位置,調試全憑盲猜。

  激波邊界層干擾疊加熱化學非平衡效應之後,局部區域的剛性強度會發生非線性突變,一處微小的網格擾動就足以誘發全域求解崩壞,問題的不可預測性進一步加劇。

  另外還有一層隱藏的工程壁壘,便是全鏈路的誤差耦合。

  熱化學模塊並非獨立運行,它需要和已經完成的置信體系無縫對接。每一處疊代產生的微小偏差,會順著流體、熱場、組分濃度多條路徑互相放大。

  想要完成誤差溯源,就必須理清究竟是網格缺陷、離散格式誤差,還是化學反應參數帶來的漂移。

  傳統手段無法區分多重誤差的疊加干擾,很容易出現修復一處缺陷,又引發另一處失穩的連鎖問題。

  所以說這個問題不是算力不夠,而是缺少能夠駕馭剛性方程的底層數學理論。

  國內外很多數學家針對這個問題都進行過研究,直到目前還沒有哪個數學家或者是科研機構公開表示解決這個問題。

  全世界的團隊都被困在經驗試錯的圈子裡,算力再多也替代不了解析層面的數學判據。

  所以,這個問題說起來不比那些世紀難題難度低,甚至在他們看來有過之而無不及。

  所以對於葉清河著手解決這個問題,他們是一刻也不敢分神,生怕錯過一些關鍵的節點,或者說參數,導致全盤跟不上。

  葉清河並沒有在意身後三人的態度,他先是依託形式證明得到的空間幾何不變量,界定剛性系統的理論邊界。

  先推導出熱化學反應源項與對流項之間的特徵時間判據,區分強剛性、弱剛性與非剛性區間,從數學層面找到方程出現殘差劇烈反彈、求解發散的根源。

  過往的團隊只能觀察到計算崩潰的現象,卻無法精準劃分剛性閾值。而這一套邊界完全是由他獨立完成推導的,所以不存在經驗擬合的成分。

  「現在相當期待葉教授最近做的這些工作,在未來某一天公布出來的時候,全世界其他研究人員的表情。」

  羅佑小聲對兩個人嘀咕道。

  「能是什麼表情?我敢肯定,全是五體投地的頂禮膜拜,不會有其他的。」

  符嵩小聲回了一句。

  葉清河這幾個月完成的工作量、完成的相關問題,對於他們這些人來說,那就跟神跡差不多了。

  如果不是親眼一步一步看著葉清河完成,但凡有人跟他說現在有人可以像葉清河這麼快速地解決這些問題,他都會認為那是天方夜譚。

  當然,如果是直接把相關的解題步驟、獨創理論放在他面前,那麼他會直接納頭便拜。

  葉清河這段時間的工作,可以說將整個行業提速了5年到10年。

  改變了很多行業和產業的格局。

  實際上這些東西,就算是全部拿出來讓相關領域的專家去學習,光學習的時間,符嵩覺得至少也得花費一年以上,才能說完全理解這些東西。

  當然,這是在葉清河不進行指導的情況下。


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