第五百八十七章 湍流与纳维-斯托克斯方程

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秦克想起到了LV3的微光，以微光此时的数据分析筛选能力，应付这么大规模的数据还是很吃力，估计要升到LV4才有可能勉强达到目前课题组的要求，想要游刃有余、高智能地作出数据分析、数据画图和数据预测预警，怕得要到LV5了。</p>

秦克正想着，姜为先老院士忽然开口道：“秦克，你之前写过极端天气下气候现象的论文，你说说影响到气候的都有哪些因素，能想到多少就说多少。”</p>

秦克怔了怔，这怎么就忽然提问起来了？</p>

不过这应该也算是研究生学习的一环，凭秦克这时的物理知识储备，这样简单的问题张口就能回答，更别说当初为了写论文，他还翻阅过大量的文献。所以他几乎想也没想便直接答道：</p>

“影响气候的条件有很多，不同地域不同地形在不同条件下，都会对气候产生不同的影响，这些都属于自然地理因素。此外就是全球气候变暖、冰川融化、厄尔尼诺现象、海平面上升等世界性的因素，也会在一定程度上影响我国的气候。人类活动产生的物理化学因素，同样会对当地气候产生明显的影响，比如汽车尾气排放、化学污染物的排放、人类改造地形地貌等。此外大气运动在地表产生的湍流效应，也会对气候产生不可预知的影响。”</p>

姜为先老院士微微点头，又转向宁青筠道：“湍流是在大雷诺数下发生的，小宁你简单说说雷诺数与湍流的关系？”</p>

宁青筠略一思索答道：“雷诺数小的时候，为层流，因为黏滞力对流场的影响大于惯性力，使得流体流动相对稳定。若是雷诺数较大时，则相反，黏滞力对流场的影响小于惯性力，流速越过临界值后，流体流动会因流速而变得不稳定，产生各个方向的随机运动，形成混乱而无规律的湍流流场（涡漩）。”</p>

姜为先院士再次点头，他当然知道这两个学生能答得出来，只是想让众人亲眼见识下自己弟子扎实的基本功。他看向两人：“你们应该已熟悉这个课题组的情况了，课题组内部也分为五个小组，你俩从今天起，就专门去跟进湍流小组的研究吧。”</p>

周围响起了一片轻微的骚动，但很快就安静下来，只是看向秦克和宁青筠的目光都变得复杂起来，有惋惜，有同情，也有期盼和羡慕。</p>

会议结束，众人散去，回到座位，旁边的博士后邓兆亮便悄眯眯地对秦克道：“姜老院士看来对你们期许很高啊，居然让你们去研究湍流。”</p>

所谓的湍流，是指时间和空间上强烈变化、多尺度的、不规则的复杂非线性流体运动状态。</p>

最先发现并对流体运动中湍流现象进行研究的是鹰国物理学家雷诺，并定义了流体内部存在两种的结构完全不同的流态：层流和湍流，也就是刚才宁青筠回答的答案。</p>

如果说流体力学里哪个部分最难最复杂，除了横跨数学物理方面的N-S方程外，那就要数湍流了。</p>

因为湍流是无规则、混沌的，如果你把一小段河流的湍流分别用函数来表示并画成图形，你会看到……什么叫一团乱麻，就像小朋友不懂事乱涂乱画的一堆线条，看得人头皮发麻。</p>

如果说流体力学是个坑，那湍流就是看不见底的深渊。</p>

当初得国著名物理学家、量子力学的创始人、诺贝尔物理学奖大佬沃纳·卡尔·海森堡，就曾说过：“如果我见到上帝，我会问他两个问题：相对论是什么鬼？湍流是什么鬼？我觉得他会知道前一个问题的答案。”</p>

这位量子力学的大物理学家，在研究量子力学之前就是研究湍流的，他的博士论文题目叫《论流体流动的稳定性与湍流》，然而一年后，他就英明地发现湍流是个难出成果的深渊，果断地改行研究起量子力学，并在八年后因为量子力学的研究成果获得了诺贝尔物理学奖。到他老年后，功成名就，又得志意满地尝试回归湍流研究，但依然没什么大的进展，最终再次放弃，于是才有了上面的感慨之言。</p>

——上帝会知道相对论的答案，却不知道湍流的答案。</p>

邓兆亮大概是怕自己的话吓着了秦克和宁青筠，见两人面面相觑，便赶紧又补充道：“‘湍流小组’在我们课题组有‘精英组’之称，基本上只有表现很出色的团员才有资格进入，目前只有十九人，算上你们也就二十一人，小组长是姜老院士亲自担任。课题组里对N-S方程的研究，也主要在‘湍流小组’里。”</p>

说着他又压低声音，神秘道：“磁约束可控核聚变知道吧？湍流小组也在研究着相关的关键问题——磁流体力学因湍流现象而产生的不稳定性。”</p>

他叹道：“因为这个小组太高端，我们对它既敬而远之，又渴望终有一天能进入这个小组，因为那表示我们的实力被姜老院士认可了，成为了课题组里的精英。说来你们知道N-S方程与湍流的关系吧？”</p>

秦克微笑道：“略懂一些。通过N-S方程来描述湍流现象，换成数学语言就是：确定的非线性偏微分方程是否有长时间的不规则渐进解。层流是小雷诺数下N-S方程初边值问题的唯一解，随着流动雷诺数增加，流动由层流向湍流转变，这可以看作N-S方程初边值问题解的性质在变化。雷诺数增加到临界点，N-S方程出现分岔解，湍流现象则是N-S方程的渐进不规则解。”</p>

邓兆亮听得一愣一愣的，好会儿才竖起大拇指：“不愧是姜老院士的高足，佩服啊佩服，如果这叫略懂，那我想我们这些博士生可以集体自闭了。”</p>

从这一天起，秦克和宁青筠就进入到湍流小组。</p>

与别的小组不一样，湍流小组不用离开实验室，也不用到处跑去考察，因为多数研傲视群雄工作都是通过理论推导与小型实验来完成的。</p>

秦克二人在物理专业上暂时没出成绩，求真书院的邱老先生却已打电话来请两人开始准备授课了。</p>

而与此同时，实验设备全部部署完毕的青柠植物培育实验室，有关计算种子学和种子DNA的研究，也进行得如火如荼……</p>

当然，最吸引国际数学界目光的，还是IMU对秦克证明黎曼猜想的重点审核。</p>

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