第137章 加个旋转修正补丁就没问题了
第137章 加个旋转修正补丁就没问题了
上京大学，工学院，力学与工程科学系。
这里是工学院的核心腹地，也是湍流与复杂系统国家重点实验室的所在地。
赵旭领著林叶刷卡穿过了两道玻璃门，那种属於顶尖学府象牙塔的学术氛围感瞬间消失，取而代之的是一种硬核的工业气息。
穿过掛满各种院士大佬照片的走廊，他们来到了位於一楼大厅的流体力学实验中心。
刚一进门，林叶的脚步就顿住了。
占据了实验室几乎三分之一空间的，是一台巨大的钢铁巨兽一低速回流式风洞。
粗大的黑色管道蜿蜒盘旋，如同巨蟒般连接著动力段和试验段，巨大的蜂窝器和整流网在灯光下泛著冷冽的金属光泽。
虽然此时並没有开启全功率运行，但那种扑面而来的机械美感和压迫感，依然让习惯了在纸面上推导公式的林叶感到了一种视觉上的震撼。
“这————就是风洞吗？”
林叶微微仰头，眼神中流露出毫无掩饰的新奇和惊讶，“比我在书上看到的示意图要壮观太多了。”
他像刘姥姥进大观园一样，忍不住想要伸手去摸摸那厚重的观察窗玻璃。
没办法，作为一个纯粹的理工男，这种东西对於他的吸引力还是太强了。
走在前面的赵旭停下脚步，回头看到林叶这副没见过世面的样子，虽然脸上依旧掛著標准的师兄式微笑，但是他也基本上確认了一件事。
“看来真的是来参观学习的。”赵旭心想。
在他看来，搞流体力学的，如果连这种基础级別的回流风洞都能大惊小怪，那说明对方根本就没有接触过真正的工程实践。
理论再强，到了这种真刀真枪的实验现场，估计连传感器在哪都找不到。
“没错，林学弟，这就是咱们工学院的宝贝。”
赵旭虽然心里觉得冯致远老师有点小题大做，但表面功夫还是做的滴水不漏，开玩笑，院士的孙子，他一个普普通通的京大硕士生，难道还能得罪人家不成？
於是他就顺带著给林叶介绍了起来。
“这是咱们实验室的低湍流度风洞，专门用来做精细的气动测量。你应该也知道咱们课题是给天行科技的飞行汽车螺旋桨解决噪音问题吧，就他们现在搞出来原型机模型，前段时间就是在这个段里吹的。”
“你看那边，”赵旭指了指试验段周围密密麻麻的线缆，“那些是麦克风阵列，用来捕捉声场信號的。为了测这个噪音，我们可是连著熬了一个通宵。”
林叶顺著他指的方向看去，认真地点了点头：“原来如此，这种阵列布置確实能有效分离背景噪音。”
“哟，还懂点阵列？”赵旭眉毛挑了挑，语气中带著一丝像是夸奖小学生做对了一加一的讚许，“基础知识很扎实嘛。”
但他並没有在这个话题上多停留，而是领著林叶穿过风洞区域，来到了里间的计算中心。
十来个工位上坐满了博士生和硕士生，每个人面前都亮著两三个显示器，上面跳动著各色的流场云图和令人眼花繚乱的数据流，有的人面前甚至还摆著从食堂打包过来的饭盒。
看著这和数学系完全不同的实验室，林叶不由感慨。
数学系的导师和学生之间没有明显的压榨关係，是因为导师也清楚数学那东西，即使是逼学生去做，学生也做不出来；但是在这种工学院，即使是硕士生，也是有利用价值的啊。
“到了。”
赵旭带著林叶穿过这片繁忙的走廊，来到了核心区域。
然后就听到一声洪亮的斥责声传来。
“这算的是什么？啊？这算的是什么？！”
赵旭顿时缩了缩脖子，对林叶说道：“冯老师又在训人了。”
林叶倒是露出了好奇的表情。
之前在巴西见到那位冯致远院长的时候，感觉挺平和的一个人嘛，在实验室里面居然是这样的一面？
他探头看去，便见到这位冯院长正对著几个博士生发火，手里卷著一叠列印出来的流场图，拍得桌子啪啪作响。
冯致远指著纸上的一团红红绿绿的色块，声音显得不耐烦，“天行科技的李总工下周就要来看阶段性成果，你们就给我看这个？螺旋桨转了不到三圈，尾跡涡就散得跟烟圈一样！这是空气动力学，不是抽菸吐圈圈！”
几个博士生垂著头，像鵪鶉一样不敢吭声。
冯致远歇了会儿气，拿起旁边的水壶喝了一口。
“冯老师。”
趁著冯致远喝水的这个空档，赵旭硬著头皮走上前，小声喊了一句，“林叶同学带到了。”
冯致远正在气头上，闻言猛地转过身。
当他看到背著书包，一脸平静的林叶时，脸上的怒气稍微收敛了一些，但依然紧锁著眉头。
“哦，小叶来了啊。”
林叶向他点了点头：“冯————老师好。”
虽然当初在巴西那边冯致远是让自己喊叔叔，不过看著周围的情况，想了想还是跟著一起喊老师得了。
冯致远没有关注称呼上面的问题，只是抬手看了看表，便语速极快地说道：“陈老这两天和我提了一下你要开学的事情，让我带你试一试，所以我就直接把你叫过来了，但我现在这儿確实是火烧眉毛，没空给你开迎新会了。你既然在巴西的时候能提出保螺旋度的想法，说明你底子不错。”
他指了指旁边的一台空閒的电脑：“赵旭，你给林叶说一下咱们课题现在是什么问题，另外把咱们那组噪音数据调给他看。小叶，你先自己熟悉熟悉情况，看看我们的模擬到底死在哪儿了，我有空再指导一下你。”
说完，冯致远又转过身，继续对著那几个博士生输出：“去，把湍流模型的参数再调一下，把耗散项给我压下去！”
林叶眨了眨眼。
行吧，他也算是明白了，人家在自己面前平和，那是因为自己有陈景明这位爷爷。
而真正工作的时候，冯致远表现的就像是急性子一样。
在他手下的那些研究生们怕都是遭老罪咯。
而旁边的赵旭此时则是张了张嘴，看著冯致远，想说一声他自己还有事情要做呢，哪有时间给林叶介绍一下课题的事情啊？
只不过看著冯致远那严厉的样子，还有那战战兢兢的几位博士师兄们，想了想，最终还是放弃了。
於是他认命地带林叶来到了那台电脑前，有气无力地对林叶说道：“行吧，我给你讲，你隨便听听就行了，没听懂也没事儿，你连风洞都没见过的话，这种东西————就当了解一下得了。”
林叶点点头：“那就辛苦赵师兄了。”
赵旭拉开一把椅子，示意林叶坐下，然后自己一边熟练地敲击键盘调取数据，一边开始了科普。
“咱们课题现在面对的问题，简单来说就是，仿真失真。”
赵旭指著屏幕左边的一张频谱图：“这是外头那个大风洞吹出来的实测数据，螺旋桨转速拉高后，噪音峰值高达95分贝，而且那种高频的啸叫声特別刺耳，跟电钻似的。”
然后，他又点开了右边的cfd模擬云图，摊了摊手：“但这是我们在超算上跑出来的结果。70分贝，安静得像是在图书馆翻书。”
听著赵旭的这个讲解，林叶微微点头。
这就是仿真失真。
模擬出来的数据和真实数据完全对不上。
“为什么会对不上？”赵旭瞥了林叶一眼，自问自答道，“因为我们的算法撒谎了，为了保证计算不崩，现在的混合湍流模型加了太多的人工粘性。这就好比————嗯，你可以理解为美顏相机开到了十级磨皮，把皮肤上面的那些瑕疵直接磨平了，我们的这个算法就相当於把那些真正產生噪音的微小涡旋全给磨没了。”
林叶顿时恍然大悟。
这就是当初在巴西的时候，冯致远和陈爷爷他们谈话的时候提到过的那个问题。
他还记得。
而这时候，赵旭也在屏幕上调出了那组让冯致远大发雷霆的异常数据一张螺旋桨叶尖涡脱落的三维等值面图。
“看这儿。”赵旭指著从叶尖拖出的那条螺旋状涡管，“理论上，这东西应该像龙捲风一样凝聚，一直向后延伸。但你看看我们算出来的————”
屏幕上，那条本该凌厉的涡管，在离开叶片仅仅几个直径的距离后，就像是融化的冰激凌一样，迅速变粗、变淡，最后莫名其妙地消失在了一片模糊的色块中。
“这就是所谓的涡旋异常破碎，用的是des方法。”赵旭嘆了口气，也没指望林叶能发表什么高见，“行了，你看一眼有个印象就行，能看出什么来就跟我说，看不出来也没事，这玩意儿连博三的大师兄调了两个月的参数都没救回来，你就別费那脑细胞了。
说完，赵旭掏出手机，正准备趁机摸会儿鱼。
反正这图这么乱，他估计林叶连哪是叶片、哪是涡核都分不清。
林叶这时候將书包放在了地上，坐到了屏幕前。
他没有急著操作滑鼠，而是微微眯起眼睛，盯著那张静態的三维等值面图，或者说q
准则涡量等值面图。
在他的视野中，【物理几何直觉】悄然开启。
屏幕上那些杂乱无章的色块，在他的脑海中迅速重构成了动態的流体结构。
他看到了高速旋转的螺旋桨，看到了从叶尖脱落的、如同龙捲风般的强烈涡旋。
然而，这股涡旋在向后延伸了仅仅几个直径的距离后，原本紧致、凝聚的管状结构，突然像是被某种无形的力量给吃掉了一样，迅速变得模糊、甚至断裂。
“涡核破碎？”林叶心中第一时间闪过这个词。
但他很快摇了摇头。
“不对。”
林叶的手握住滑鼠，开始旋转视角，並切片查看了涡核內部的涡量分布。
“如果是物理上的破碎，涡核会膨胀，內部会出现回流区。但这里————”林叶的眼睛微微眯起，“这里的涡核並没有膨胀，而是直接耗散了，它的能量密度在空间上出现了非物理的衰减。”
他盯著网格线与涡管的相对位置，忽然发现了一个极其细微的规律。
“赵师兄。”
林叶突然开口，声音平静。
正准备刷短视频的赵旭嚇了一跳，抬头看了一眼时间，这才过去不到五分钟。
“怎么？看不懂？”赵旭挑了挑眉，刚想说“看不懂正常”。
林叶却指著屏幕上的一个切片，像是询问，又像是陈述一样地说道：“这组数据的异常，不是因为湍流模型参数没调好，也不是因为物理上的涡破碎。”
“是因为网格对齐的问题。”
“什么？”赵旭一愣。
林叶继续说道，手指在屏幕上划过一道斜线：“你看，螺旋桨產生的尾跡涡是螺旋状向后延伸的，但是，你们的背景网格是笛卡尔直角网格，当涡管的切向速度方向与网格线成45度角左右时，数值耗散达到最大值。”
“就像是用一把锯齿状的刀去切豆腐。”林叶做了一个比喻，“数值格式在处理这种斜交流动时，引入了过大的人工粘性，硬生生把涡旋给磨没了。
，“所以，算出来的噪音偏低，是因为声源涡旋被网格抹去了。
97
静。
赵旭拿著手机的手僵在了半空，他瞪大了眼睛，像看鬼一样看著林叶。
这————这怎么可能？！
他之所以震惊，不是因为林叶说错了。
恰恰相反，是因为林叶说得太对了！
这確实就是他们课题组经过无数次排查后得出的內部结论！这也是冯院长发火的原因因为这是笛卡尔网格的天生缺陷，除非上极其昂贵的自適应加密网格，否则根本无解！
但问题是，这个结论是他们几个博士生跑了几十组对比算例才总结出来的。
而林叶呢？
他才坐下五分钟！
他连原始代码都没看，光是看了一眼后处理的云图，就精准地指出了网格对齐这个核心病灶？
“这————”赵旭咽了口唾沫，喉咙有些发乾。
他原本以为林叶是靠关係进来的镀金党，但这一下確实把他给镇住了。
不过，短暂的震惊后，赵旭那种属於前辈师兄的自尊心很快又占了上风。
他在心里迅速给自己找了个理由。
“肯定是巧合！对，一定是巧合！”
“毕竟网格对齐问题在cfd里虽然难解，但也算是教科书里的经典坑了，这个林叶搞竞赛的，理论书肯定看得多，而且还有个院士爷爷，接触到的东西肯定也很多，能联想到这里也不奇怪。而且听刚才冯老师说的话，他们之前肯定是交流过，说不定冯老师就给他提到过这些东西呢！”
想到这里，赵旭眼中的震惊慢慢褪去，虽然收起了之前的轻慢，但依然保持著一种师兄的矜持。
“咳咳————观察力不错。”
赵旭装作镇定地点了点头，摆出一副指点江山的架势：“確实，我们內部討论的结果也是指向网格问题。但这正是难点所在啊！我们不可能为了这一个涡，把全场的网格都加密十倍，那样计算量受不了，你知道病因没用，关键得有药啊。”
他站起身，拍了拍林叶的肩膀，语气中倒是还保持著一点勉励的意思：“行了，既然你看出来了，说明你的基础確实不赖。不过这问题没那么好解决，你先自己琢磨琢磨吧，別乱动参数就行。”
能看出问题是眼力，但能解决问题才是能力，赵旭是万万不认为林叶能有什么办法解决这个连冯院长都头疼的死结。
林叶听出了赵旭话里的意思，但他並没有反驳，只是微微一笑。
“我明白了。”
林叶转过头，重新看向屏幕上那团破碎的涡旋，眼底闪过一丝精光。
既然確定了病灶是数值耗散在特定角度下的放大，那么，给这个求解器加上一个旋转修正的补丁，应该就没问题了吧？