第456章 離子體湍流的控制問題
第456章 離子體湍流的控制問題
從臆想中回過神來，韓元看了眼彈幕，笑道：「可控核聚變反應堆的建設不是一天兩天就能完成的。」
「在動手建造這樣一座能提供龐大能源的反應堆前，我們需要先了解它的原理和完成對應的理論編寫。」
說著，韓元動手打開了新安裝在工作間投影儀，並拉下了遮光用的窗簾。
「這一次有關可控核聚變相關的技術，我就不從頭開始編寫了，因為這實在太長了。」
「所以為了節省一些時間，在和團隊商議過後，由團隊提供素材，由我來進行講解。」
一邊說，韓元一邊將泰山基地前任宿主留給他的銀白色數據存儲器插進專用的設備中。
這個數據存儲器裡面裝著的，正是他已經全部學完了的『可控核聚變技術』。
因為這項技術並不是系統傳遞給他的知識信息，所以韓元也不想在從頭到尾將其抄錄一遍，於是就找了個藉口直接使用。
反正到了現在，他已經能夠完全解讀那個前任宿主使用的數據接口並將其製造出來了。
數據存儲設備連接中央計算機，投影儀的光芒在昏暗的工作間中亮起。
直播間裡面的觀眾，無論是普通觀眾還是蹲守在裡面學技術的各國專家都紛紛打開了精神。
所有人都知道，即將展示在他們面前的，就是和可控核聚變技術相關的資料了。
甚至很有可能是整套的資料信息。
因為按照這名主播以前的習慣來說，他習慣於從頭到尾將一項技術的全部資料信息編寫出來。
昏暗的工作間內，投影儀的光芒照在一塊幕布上，韓元操控著中央計算機將數據存儲設備中的可控核聚變信息資料打開。
無數類似於文件夾一樣東西映入眾人眼中。
看了眼投影，韓元開口道：「這些不同的文件，對應是可控核聚變裡面不同部分。」
「有些是數據模型，有些是建築模型，有些是材料信息，不知道大家想先看哪些？」
這話一出，直播間裡面就熱鬧了起來。
【來來來，考驗大家腦海中知識水平的時候到了！】
【我記得可控核聚變中難題有好多的，什麼第一壁，什麼磁約束，什麼超導材料都是。】
【如果要說最大的難點，也是所有可控核聚變研究共同的難點，我想到的只有一個，那就是：如何實現真正的輸出大於輸入。】
【樓上你這純屬於廢話，這一個問題基本包括了所有的問題。】
【我覺得這個問題該留給科學家，這個直播間裡面絕壁有科學家的。】
【不用想，絕壁有！】
【『普林斯頓』送出超級火箭*100，主播能詳細的講講離子體湍流的控制問題嗎？】
隨著普林斯頓的一百發超級火箭，整個直播間裡面頓時充滿了火箭起飛的特效。
而直播間裡面的網友們頓時就驚了。
【普林斯頓？這是啥？那個部門的？】
【普林斯頓，全稱普林斯頓大學，是全世界的數學物理聖地！】
【牛逼！】
【一個超火五千塊，一百個就是五十萬！還是搞數學和物理的有錢啊。】
【等離子體湍流的控制問題可是世界頂級的超級難題，別說五百萬了，就算是花五千萬都值得，當然，前提是獨家擁有φ(*￣0￣)】
【主播主播，你開個競拍吧，誰出的超級火箭多，你就將答案的私發給他。】
【這主意不錯。】
【主播說吧，伱手上的U盤多少錢，我買了！只要你開個價，我絕不還價！】
【主播：一萬億！】
【華國：我買了！】
【真·財大氣粗！】
【哈哈哈，真要是獨家擁有，別說一萬億，就是十萬億可控核聚變技術他也值得啊。】
直播間內議論紛紛，各種調侃的彈幕不斷。
看了眼虛擬屏幕上飄起的超火，韓元看到了下普利斯頓大學提出的問題。
「離子體湍流的控制問題嗎？」
翻了一下文件夾，韓元打開了其中的一個。
呈現在所有人眼前的，是各種各種的材料。
有類似於PPT的文檔，有數據軟體，有圖形文件，也有最關鍵的數學模型。
手指在鍵盤上敲擊了一下，韓元隨即打開了兩個文件。
而隨著他的操作，投影儀映射在幕布上的畫面被分成了兩半。
左半邊顯示了一個正在不斷跳動的偽3D數學模型，而另一半顯示相關的圖文。
文件打開，韓元清了清嗓子，開口道：「湍流其實是『流體』的一種流動狀態。」
「而所謂的流體，其實是與固體相對應的一種物體形態，比如水，空氣等等。它是液體和氣體的總稱。」
「當然，廣義上來說，流體並不局限水流、空氣這些常見物質，理論上，凡是能流動的物質，凡是任何微小剪切力的作用都會連續變形的物體，都有可以被稱為流體。」
「可控核聚變中的高溫等離子體也一樣，也可以被稱為流體。」
「至於湍流，是流體的一種流動狀態。」
「湍流的類型很多，當流體的流速很小時，流體分層流動，互不混合，稱為層流，也稱為穩流或片流；」
「但流體的速度逐漸增加，流體的流線開始出現波浪狀的擺動，擺動的頻率及振幅隨流速的增加而增加，此種流況稱為過渡流；」
「除此之外，還有亂流、擾流或紊流等等模式。」
「湍流問題是數學中一道比較經典，也是比較難的問題之一，而離子體湍流又是湍流問題中最難的一種。」
「除了離子體的速度非常快外，離子體離子之間不發生碰撞也會通過電場和磁場發生複雜的相互影響，這會導致離子體湍流的計算更加困難。」
「不過再困難的問題，也是有解的。」
「而對於這個問題，可以通過納維葉－斯托克斯方程（Navier-Stokes方程式）來進行解決。」
說著，韓元再度敲擊了一下手中鍵盤，將正在模擬旋轉的模型整體放大，占據了整個投影畫面。
「這是一個數學模型，是基於納維葉－斯托克斯方程理論基礎上建立的。」
「它模擬的就是可控核聚變中心被強磁場束縛的高溫等離子體的運行狀態，大家可以先看看。」
聞言，直播間裡面的觀眾都將目光投向了數學模型，各國專家更是直接屏住呼吸全神貫注的盯著顯示屏。
韓元播放出來的，是一個動態的模型圖，畫面背景漆黑一片，幕色呈現出一個二維的莫比烏斯環形態，宛如一個被扭曲的輪胎一樣。
而在這個黑色的輪胎中，有著無數細小的兩種顏色的朦朧亮光，這些細小亮光在畫面中隨即且跳躍的運動著。
但總體而言，這些亮光在黑色的莫比烏斯環中，有著一定的運動規律。
除此之外，隨著這些亮光的運動，每一分每一秒都有兩顆亮光相撞，轉而演變成淡淡的煙霧。
【學渣黨表示數學模型就是這樣的嗎？除了欣賞外，壓根就看不懂！】
【學霸表示也看不懂！】
【看不懂+1】
【+1】
【俺也一樣。】
【+10086】
【能看懂這個的，估計都能進中科院了。】
【這些亮光代表了什麼？】
【黑色的背景代表的應該是被束縛的磁場，而這些亮光應該是氘和氚吧？碰撞是產生的煙霧代表了氘和氚釋放的能量？】
【基於納維葉－斯托克斯方程理論基礎上建立的模型啊，這是不是意味著基於納維葉－斯托克斯方程是正確的？這可是七大千禧年難題之一啊！】
【對於這個主播來說，七大千禧年難題應該不算什麼，或者說，在他手上，七大千禧年難題早就已經被解開了。】
【好奇，可控核聚變中心就是這個樣子的嗎？】
【這個只是模擬的模型，真實情況應該還是有差別的。】
對於韓元展示出來的數學模型，直播間裡面的觀眾看的是一臉懵，只能按照自己心中的猜想來推測這模型中各個物體的代表含義。
只有定向研究可控核聚變的專家，才能大致看懂這個模型代表的含義。
看著彈幕，韓元笑了笑，解釋道：「黑色的背景代表的是可控的電磁場，那些亮光代表的是在磁場中高速運動的離子湍流」
「而碰撞之後的煙霧，代表的是兩顆原子聚變後釋放的能量。」
頓了頓，韓元接著道：「可控核聚變中的離子體的湍流問題，其實並不止一個，它實際上有兩個。」
「第一個是常規意義上的湍流難題。」
「眾所周知，在可控核聚變的強磁場中，聚變等離子體的運動是十分複雜的。」
「迴旋運動和平行運動相互耦合、電場和磁場導致無需碰撞即有長程相互作用、大量粒子的集體效應、非熱平衡效應、多時空尺度、非線性等各種多且複雜的因素糾纏在一起，導致磁約束核聚變等離子體的運動幾乎不可預測。」
「除此之外，因為聚變等離子體是一種電磁流體，粒子不發生碰撞也可以通過電場和磁場發生複雜的相互影響，從而使得它更加不可計算。」
「不過這個問題是有解的，只要是流體，幾乎都可以通過納維葉－斯托克斯方程來為其建模。」
「只不過在為可控核聚變中的離子體湍流建模時需要考慮外部的磁場因素罷了。」
「相比之下，可控核聚變中的離子體湍流還有一個更大的問題。」
說著，韓元調控了一下投影畫面，切換到了另外一個動態圖上。
「大家看這個。」
「雖然這只是人為畫出來的模型圖，不過也可以在一定程度上表示核聚變裝置內部的情況了。」
聞言，觀眾迅速將目光聚集了過來。
這是一個局部放大版本的可控核聚變內部結構運轉動態圖。
它展示的是兩顆正在發生碰撞的原子核。
在它們碰撞產生聚變後，產生的煙霧，也就是能量會迅速膨脹開來，而原本運動軌跡正朝著這裡而來的一顆原子核在靠近到一定距離時，就似乎被人用手推了一把，強行改變了軌跡，朝著上方離開。
【這是原子核與原子核的聚變過程展示吧？】
【有顆原子好倒霉，剛剛飛過來就被撞飛出去了。】
【還真是，我剛剛注意到了有一個光點的行動軌跡劃出了一個L型。】
【應該是剛剛那兩顆原子核聚變的時候產生的大量能量將其推出去的。】
【原子核之間的聚變會釋放能量，能量可以干擾其他物質的運動，這不很正常嗎？】
【這會影響磁場的控制吧？】
動態圖在一定程度上展示了可控核聚變內部的反應，讓直播間裡面的觀眾了解到了核聚變的模樣，卻也讓各國的物理專家緊緊的皺起了眉頭。
本來離子體湍流的控制問題就已經夠難了，現在還出現了能量干擾問題，這就更難了。
如果為離子體湍流建立一個數學模型，在解決納維葉－斯托克斯方程後還能做到。
那麼為能量干擾後的聚變等離子體湍流建立數學模型，恐怕想都不敢想。
這或許已經不是湍流問題了，而是一個真正的混沌體系。
難怪對聚變等離子體的約束那麼難。
長期以來，他們一直都將控制磁約束的方向放在了常規的湍流難題上，卻並沒有怎麼去考慮過聚變能量干擾的影響。
如果不是直播畫面中的這個人，恐怕等到人類自己發現這個問題最少都已經是十年以後了。
韓元看了眼彈幕，道：「大家應該都注意到了，在兩顆原子核聚變後，釋放出來能量強行改變了另外一顆原子核的運行軌跡吧」
「這就是可控核聚變中離子體湍流控制問題的另外一個難題。」
「原子核之間的聚變，會釋放出相當龐大的能量。」
「這部分能量會對核心的磁場造成一定的影響，從而偏轉其他原子核的運動，造成其他的原子核脫離磁場的束縛。」
「這就像在原本平緩的小河中放入了一顆石頭一樣，水流在流經這塊石頭的時候，會產生漩渦，一樣。」
「這也是離子體湍流中的一部分難題。」
「而要解決這個難題，納維葉－斯托克斯方程已經沒用了。」
「這是一個真正的混沌體系，需要從另外的角度入手。」
(本章完)
從臆想中回過神來，韓元看了眼彈幕，笑道：「可控核聚變反應堆的建設不是一天兩天就能完成的。」
「在動手建造這樣一座能提供龐大能源的反應堆前，我們需要先了解它的原理和完成對應的理論編寫。」
說著，韓元動手打開了新安裝在工作間投影儀，並拉下了遮光用的窗簾。
「這一次有關可控核聚變相關的技術，我就不從頭開始編寫了，因為這實在太長了。」
「所以為了節省一些時間，在和團隊商議過後，由團隊提供素材，由我來進行講解。」
一邊說，韓元一邊將泰山基地前任宿主留給他的銀白色數據存儲器插進專用的設備中。
這個數據存儲器裡面裝著的，正是他已經全部學完了的『可控核聚變技術』。
因為這項技術並不是系統傳遞給他的知識信息，所以韓元也不想在從頭到尾將其抄錄一遍，於是就找了個藉口直接使用。
反正到了現在，他已經能夠完全解讀那個前任宿主使用的數據接口並將其製造出來了。
數據存儲設備連接中央計算機，投影儀的光芒在昏暗的工作間中亮起。
直播間裡面的觀眾，無論是普通觀眾還是蹲守在裡面學技術的各國專家都紛紛打開了精神。
所有人都知道，即將展示在他們面前的，就是和可控核聚變技術相關的資料了。
甚至很有可能是整套的資料信息。
因為按照這名主播以前的習慣來說，他習慣於從頭到尾將一項技術的全部資料信息編寫出來。
昏暗的工作間內，投影儀的光芒照在一塊幕布上，韓元操控著中央計算機將數據存儲設備中的可控核聚變信息資料打開。
無數類似於文件夾一樣東西映入眾人眼中。
看了眼投影，韓元開口道：「這些不同的文件，對應是可控核聚變裡面不同部分。」
「有些是數據模型，有些是建築模型，有些是材料信息，不知道大家想先看哪些？」
這話一出，直播間裡面就熱鬧了起來。
【來來來，考驗大家腦海中知識水平的時候到了！】
【我記得可控核聚變中難題有好多的，什麼第一壁，什麼磁約束，什麼超導材料都是。】
【如果要說最大的難點，也是所有可控核聚變研究共同的難點，我想到的只有一個，那就是：如何實現真正的輸出大於輸入。】
【樓上你這純屬於廢話，這一個問題基本包括了所有的問題。】
【我覺得這個問題該留給科學家，這個直播間裡面絕壁有科學家的。】
【不用想，絕壁有！】
【『普林斯頓』送出超級火箭*100，主播能詳細的講講離子體湍流的控制問題嗎？】
隨著普林斯頓的一百發超級火箭，整個直播間裡面頓時充滿了火箭起飛的特效。
而直播間裡面的網友們頓時就驚了。
【普林斯頓？這是啥？那個部門的？】
【普林斯頓，全稱普林斯頓大學，是全世界的數學物理聖地！】
【牛逼！】
【一個超火五千塊，一百個就是五十萬！還是搞數學和物理的有錢啊。】
【等離子體湍流的控制問題可是世界頂級的超級難題，別說五百萬了，就算是花五千萬都值得，當然，前提是獨家擁有φ(*￣0￣)】
【主播主播，你開個競拍吧，誰出的超級火箭多，你就將答案的私發給他。】
【這主意不錯。】
【主播說吧，伱手上的U盤多少錢，我買了！只要你開個價，我絕不還價！】
【主播：一萬億！】
【華國：我買了！】
【真·財大氣粗！】
【哈哈哈，真要是獨家擁有，別說一萬億，就是十萬億可控核聚變技術他也值得啊。】
直播間內議論紛紛，各種調侃的彈幕不斷。
看了眼虛擬屏幕上飄起的超火，韓元看到了下普利斯頓大學提出的問題。
「離子體湍流的控制問題嗎？」
翻了一下文件夾，韓元打開了其中的一個。
呈現在所有人眼前的，是各種各種的材料。
有類似於PPT的文檔，有數據軟體，有圖形文件，也有最關鍵的數學模型。
手指在鍵盤上敲擊了一下，韓元隨即打開了兩個文件。
而隨著他的操作，投影儀映射在幕布上的畫面被分成了兩半。
左半邊顯示了一個正在不斷跳動的偽3D數學模型，而另一半顯示相關的圖文。
文件打開，韓元清了清嗓子，開口道：「湍流其實是『流體』的一種流動狀態。」
「而所謂的流體，其實是與固體相對應的一種物體形態，比如水，空氣等等。它是液體和氣體的總稱。」
「當然，廣義上來說，流體並不局限水流、空氣這些常見物質，理論上，凡是能流動的物質，凡是任何微小剪切力的作用都會連續變形的物體，都有可以被稱為流體。」
「可控核聚變中的高溫等離子體也一樣，也可以被稱為流體。」
「至於湍流，是流體的一種流動狀態。」
「湍流的類型很多，當流體的流速很小時，流體分層流動，互不混合，稱為層流，也稱為穩流或片流；」
「但流體的速度逐漸增加，流體的流線開始出現波浪狀的擺動，擺動的頻率及振幅隨流速的增加而增加，此種流況稱為過渡流；」
「除此之外，還有亂流、擾流或紊流等等模式。」
「湍流問題是數學中一道比較經典，也是比較難的問題之一，而離子體湍流又是湍流問題中最難的一種。」
「除了離子體的速度非常快外，離子體離子之間不發生碰撞也會通過電場和磁場發生複雜的相互影響，這會導致離子體湍流的計算更加困難。」
「不過再困難的問題，也是有解的。」
「而對於這個問題，可以通過納維葉－斯托克斯方程（Navier-Stokes方程式）來進行解決。」
說著，韓元再度敲擊了一下手中鍵盤，將正在模擬旋轉的模型整體放大，占據了整個投影畫面。
「這是一個數學模型，是基於納維葉－斯托克斯方程理論基礎上建立的。」
「它模擬的就是可控核聚變中心被強磁場束縛的高溫等離子體的運行狀態，大家可以先看看。」
聞言，直播間裡面的觀眾都將目光投向了數學模型，各國專家更是直接屏住呼吸全神貫注的盯著顯示屏。
韓元播放出來的，是一個動態的模型圖，畫面背景漆黑一片，幕色呈現出一個二維的莫比烏斯環形態，宛如一個被扭曲的輪胎一樣。
而在這個黑色的輪胎中，有著無數細小的兩種顏色的朦朧亮光，這些細小亮光在畫面中隨即且跳躍的運動著。
但總體而言，這些亮光在黑色的莫比烏斯環中，有著一定的運動規律。
除此之外，隨著這些亮光的運動，每一分每一秒都有兩顆亮光相撞，轉而演變成淡淡的煙霧。
【學渣黨表示數學模型就是這樣的嗎？除了欣賞外，壓根就看不懂！】
【學霸表示也看不懂！】
【看不懂+1】
【+1】
【俺也一樣。】
【+10086】
【能看懂這個的，估計都能進中科院了。】
【這些亮光代表了什麼？】
【黑色的背景代表的應該是被束縛的磁場，而這些亮光應該是氘和氚吧？碰撞是產生的煙霧代表了氘和氚釋放的能量？】
【基於納維葉－斯托克斯方程理論基礎上建立的模型啊，這是不是意味著基於納維葉－斯托克斯方程是正確的？這可是七大千禧年難題之一啊！】
【對於這個主播來說，七大千禧年難題應該不算什麼，或者說，在他手上，七大千禧年難題早就已經被解開了。】
【好奇，可控核聚變中心就是這個樣子的嗎？】
【這個只是模擬的模型，真實情況應該還是有差別的。】
對於韓元展示出來的數學模型，直播間裡面的觀眾看的是一臉懵，只能按照自己心中的猜想來推測這模型中各個物體的代表含義。
只有定向研究可控核聚變的專家，才能大致看懂這個模型代表的含義。
看著彈幕，韓元笑了笑，解釋道：「黑色的背景代表的是可控的電磁場，那些亮光代表的是在磁場中高速運動的離子湍流」
「而碰撞之後的煙霧，代表的是兩顆原子聚變後釋放的能量。」
頓了頓，韓元接著道：「可控核聚變中的離子體的湍流問題，其實並不止一個，它實際上有兩個。」
「第一個是常規意義上的湍流難題。」
「眾所周知，在可控核聚變的強磁場中，聚變等離子體的運動是十分複雜的。」
「迴旋運動和平行運動相互耦合、電場和磁場導致無需碰撞即有長程相互作用、大量粒子的集體效應、非熱平衡效應、多時空尺度、非線性等各種多且複雜的因素糾纏在一起，導致磁約束核聚變等離子體的運動幾乎不可預測。」
「除此之外，因為聚變等離子體是一種電磁流體，粒子不發生碰撞也可以通過電場和磁場發生複雜的相互影響，從而使得它更加不可計算。」
「不過這個問題是有解的，只要是流體，幾乎都可以通過納維葉－斯托克斯方程來為其建模。」
「只不過在為可控核聚變中的離子體湍流建模時需要考慮外部的磁場因素罷了。」
「相比之下，可控核聚變中的離子體湍流還有一個更大的問題。」
說著，韓元調控了一下投影畫面，切換到了另外一個動態圖上。
「大家看這個。」
「雖然這只是人為畫出來的模型圖，不過也可以在一定程度上表示核聚變裝置內部的情況了。」
聞言，觀眾迅速將目光聚集了過來。
這是一個局部放大版本的可控核聚變內部結構運轉動態圖。
它展示的是兩顆正在發生碰撞的原子核。
在它們碰撞產生聚變後，產生的煙霧，也就是能量會迅速膨脹開來，而原本運動軌跡正朝著這裡而來的一顆原子核在靠近到一定距離時，就似乎被人用手推了一把，強行改變了軌跡，朝著上方離開。
【這是原子核與原子核的聚變過程展示吧？】
【有顆原子好倒霉，剛剛飛過來就被撞飛出去了。】
【還真是，我剛剛注意到了有一個光點的行動軌跡劃出了一個L型。】
【應該是剛剛那兩顆原子核聚變的時候產生的大量能量將其推出去的。】
【原子核之間的聚變會釋放能量，能量可以干擾其他物質的運動，這不很正常嗎？】
【這會影響磁場的控制吧？】
動態圖在一定程度上展示了可控核聚變內部的反應，讓直播間裡面的觀眾了解到了核聚變的模樣，卻也讓各國的物理專家緊緊的皺起了眉頭。
本來離子體湍流的控制問題就已經夠難了，現在還出現了能量干擾問題，這就更難了。
如果為離子體湍流建立一個數學模型，在解決納維葉－斯托克斯方程後還能做到。
那麼為能量干擾後的聚變等離子體湍流建立數學模型，恐怕想都不敢想。
這或許已經不是湍流問題了，而是一個真正的混沌體系。
難怪對聚變等離子體的約束那麼難。
長期以來，他們一直都將控制磁約束的方向放在了常規的湍流難題上，卻並沒有怎麼去考慮過聚變能量干擾的影響。
如果不是直播畫面中的這個人，恐怕等到人類自己發現這個問題最少都已經是十年以後了。
韓元看了眼彈幕，道：「大家應該都注意到了，在兩顆原子核聚變後，釋放出來能量強行改變了另外一顆原子核的運行軌跡吧」
「這就是可控核聚變中離子體湍流控制問題的另外一個難題。」
「原子核之間的聚變，會釋放出相當龐大的能量。」
「這部分能量會對核心的磁場造成一定的影響，從而偏轉其他原子核的運動，造成其他的原子核脫離磁場的束縛。」
「這就像在原本平緩的小河中放入了一顆石頭一樣，水流在流經這塊石頭的時候，會產生漩渦，一樣。」
「這也是離子體湍流中的一部分難題。」
「而要解決這個難題，納維葉－斯托克斯方程已經沒用了。」
「這是一個真正的混沌體系，需要從另外的角度入手。」
(本章完)