第330章 看起來都挺漂亮的
肖宿樂的清靜,他把改完的材料遞給韓柏岩,打開電腦開始寫自己的東西。
他決定今天先把自己關於NS方程的所有論文整理一下,全部發到《數學紀元》,這樣應該能打響它的名聲了。
一時間,房間裡只剩下肖宿敲擊鍵盤的聲音和紙張翻動的窸窣聲。
過了不久,門外傳來有節奏的「咚咚」聲。
「進。」
最先進來的是高長安,身後跟著一個年輕人。
年輕人看了一圈,看到肖宿的時候登時眼睛一亮,直到韓柏岩站起來,他才想起來把文件遞給他。
「韓總,這是您讓我取的材料。」
「好,辛苦了,你先回去吧。」
「是。」
等兩人散去,韓柏岩打開了裡面的材料,確認了沒問題才遞給肖宿。
「肖教授,你看看這個。」
肖宿接過來,大致翻了翻。
這是一份關於某個國外機構在航空航天領域公布的技術數據匯總,來源是美國一家叫Aerion Advanced Propulsion Laboratory的機構,中文名大概可以翻譯為艾瑞昂先進推進實驗室。
這家機構是掛靠在一所美國頂尖理工大學的航空航天工程系下面的,名義上是一個獨立的學術研究機構,但實際上,它超過八成的經費都是來自美國國防部高級研究計劃局和美國空軍研究實驗室的聯合資助,做的全是跟高超聲速飛行器、超燃衝壓發動機和等離子體隱身相關的東西。
艾瑞昂實驗室在業內最出名的,是它們每隔幾年就會在AIAA Journal和Journal of Propulsion and Power上發布一篇自稱為「里程碑式」的長文,它們會在上面公布一些所謂的最新實驗數據和數值模擬結果。
而這些數據會被很多國家的航空航天研究機構當做對標參考。
因為你沒辦法自己去造一台一模一樣的高超聲速發動機來做測試,那就只能在別人公布的數據基礎上做分析和驗證了。
國內也有好幾個課題組在長期追蹤艾瑞昂實驗室的數據,用他們的數據來校準自己的數值模型。
韓柏岩遞過來的這份材料,就是艾瑞昂實驗室前年在AIAA Journal上發表的一篇封面論文。
論文的標題很長,大意是基於多物理場耦合的高超聲速飛行器再入段熱防護系統優化設計,裡面的核心數據是一組關於某種新型燒蝕防熱材料在高焓等離子體風洞中的熱響應曲線,以及配套的數值模擬驗證結果。
論文最後給出了一個結論,那就是他們設計的這種材料,可以在再入段峰值熱流密度條件下將壁面溫度降低百分之三十以上,同時燒蝕量控制在可接受範圍內。
如果這個數據是真的,那就意味著國外在熱防護材料領域已經甩開了國內至少一個身位了。
要知道,百分之三十的降溫幅度,那可是可以讓飛行器的再入段結構重量減輕將近兩成的,而減出來的重量就能多裝燃料、多帶載荷,到時候,整個飛行器的總體設計參數都會被改寫。
國內目前最好的燒蝕防熱材料,在同等工況下最多只能做到降溫百分之十五到二十,再往上走就是燒蝕量失控,材料厚度不夠燒的。
林瑾補充了一句:
「這個數據他們公布出來之後,國內好幾個做熱防護材料的團隊都嘗試過復現,但是一直沒有成功過。
我們手頭的數據只有他們論文裡公開的這些,實物是完全沒有的,所以沒法判斷他們這個結論到底是真的還是假的。
如果是真的,我們就得調整自己的材料研發方向了。
如果是假的,那就說明我們追的方向沒有錯,就不需要被別人的數據牽著鼻子跑了。」
肖宿仔細看了看內容,論文的摘要寫得挺漂亮的,結構也規範,先是介紹高超聲速再入段熱防護的工程背景,然後總結現有燒蝕材料的局限性,接著提出他們的新型材料設計方案,最後給出實驗結果和數值模擬的對比驗證。
看起來都挺漂亮的。
不過,肖宿剛看完引言進入方法論部分,眉頭就皺了一下。
他們聲稱採用的是「基於多物理場耦合的數值模擬方法」,把熱傳導、燒蝕質量損失、等離子體邊界層化學反應用一個統一的耦合求解器同時求解。
這個思路本身沒什麼問題,多物理場耦合求解確實是高超聲速熱防護領域的標準做法,但是他們在描述耦合求解器的疊代策略時,引用的是一套比較冷門的算子分裂法,然後聲稱這種算子分裂法可以「在保持二階時間精度的同時實現全場隱式求解」。
「這裡有個問題。」
肖宿指著論文第二頁的某一個段落,說道:
「他們用的這種算子分裂法在處理熱傳導和燒蝕質量損失這兩個模塊的耦合時,分裂誤差在時間步長上應該是一階的,而不是二階。
要做到他們聲稱的二階精度,那就需要在每一步分裂之後額外加一個校正步驟,但是這個步驟他們沒有寫,公式里也沒有體現。
要麼是他們漏寫了,要麼是他們實際跑的時候根本沒有用這個分裂法。」
韓柏岩湊過來仔細看了看肖宿指出來的內容。
算子分裂法他知道,但在數值方法的收斂精度上他還沒那麼敏銳,畢竟這也不是他的專業方向。
「可之前我們在超算上跑過他們的模型,」韓柏岩說,「按照他們論文裡公開的公式重新搭了一遍,跑出來的結果確實是收斂的,最後算出來的壁面溫度跟他們公布的數據相差不大。如果他們的方法有問題,那為什麼我們復現出來的結果是對的呢?」
肖宿把論文翻到數值模擬那部分的參數表那塊,掃了一眼,然後抬起頭說道:「因為他們在另一個地方做了手腳。」
他的手指點在參數表里一行標著「等離子體邊界層化學反應的活化能修正因子」的數據上。
這個修正因子論文裡給的值是一點三五,旁邊引了一篇參考文獻說這個值是根據量子化學計算得出的。
但是肖宿順著那篇參考文獻的標題回憶了一下,那是一篇做分子動力學模擬的論文,裡面計算的活化能體系跟艾瑞昂論文裡用的材料體系根本不是同一種東西,化學反應路徑都不同,活化能的數值在物理上根本不可能通用。
「他們引的參考文獻是做碳化矽基材料表面催化的,活化能計算結果是針對矽氧鍵斷裂的。
而他們自己論文裡用的材料是一種酚醛樹脂基燒蝕材料,燒蝕過程中的主要化學反應是碳氫鍵斷裂和碳氧鍵重組。
矽氧鍵的斷裂活化能和碳氫鍵差了將近一個數量級,把前者的修正因子拿來用在後者身上,屬於張冠李戴了。」
他決定今天先把自己關於NS方程的所有論文整理一下,全部發到《數學紀元》,這樣應該能打響它的名聲了。
一時間,房間裡只剩下肖宿敲擊鍵盤的聲音和紙張翻動的窸窣聲。
過了不久,門外傳來有節奏的「咚咚」聲。
「進。」
最先進來的是高長安,身後跟著一個年輕人。
年輕人看了一圈,看到肖宿的時候登時眼睛一亮,直到韓柏岩站起來,他才想起來把文件遞給他。
「韓總,這是您讓我取的材料。」
「好,辛苦了,你先回去吧。」
「是。」
等兩人散去,韓柏岩打開了裡面的材料,確認了沒問題才遞給肖宿。
「肖教授,你看看這個。」
肖宿接過來,大致翻了翻。
這是一份關於某個國外機構在航空航天領域公布的技術數據匯總,來源是美國一家叫Aerion Advanced Propulsion Laboratory的機構,中文名大概可以翻譯為艾瑞昂先進推進實驗室。
這家機構是掛靠在一所美國頂尖理工大學的航空航天工程系下面的,名義上是一個獨立的學術研究機構,但實際上,它超過八成的經費都是來自美國國防部高級研究計劃局和美國空軍研究實驗室的聯合資助,做的全是跟高超聲速飛行器、超燃衝壓發動機和等離子體隱身相關的東西。
艾瑞昂實驗室在業內最出名的,是它們每隔幾年就會在AIAA Journal和Journal of Propulsion and Power上發布一篇自稱為「里程碑式」的長文,它們會在上面公布一些所謂的最新實驗數據和數值模擬結果。
而這些數據會被很多國家的航空航天研究機構當做對標參考。
因為你沒辦法自己去造一台一模一樣的高超聲速發動機來做測試,那就只能在別人公布的數據基礎上做分析和驗證了。
國內也有好幾個課題組在長期追蹤艾瑞昂實驗室的數據,用他們的數據來校準自己的數值模型。
韓柏岩遞過來的這份材料,就是艾瑞昂實驗室前年在AIAA Journal上發表的一篇封面論文。
論文的標題很長,大意是基於多物理場耦合的高超聲速飛行器再入段熱防護系統優化設計,裡面的核心數據是一組關於某種新型燒蝕防熱材料在高焓等離子體風洞中的熱響應曲線,以及配套的數值模擬驗證結果。
論文最後給出了一個結論,那就是他們設計的這種材料,可以在再入段峰值熱流密度條件下將壁面溫度降低百分之三十以上,同時燒蝕量控制在可接受範圍內。
如果這個數據是真的,那就意味著國外在熱防護材料領域已經甩開了國內至少一個身位了。
要知道,百分之三十的降溫幅度,那可是可以讓飛行器的再入段結構重量減輕將近兩成的,而減出來的重量就能多裝燃料、多帶載荷,到時候,整個飛行器的總體設計參數都會被改寫。
國內目前最好的燒蝕防熱材料,在同等工況下最多只能做到降溫百分之十五到二十,再往上走就是燒蝕量失控,材料厚度不夠燒的。
林瑾補充了一句:
「這個數據他們公布出來之後,國內好幾個做熱防護材料的團隊都嘗試過復現,但是一直沒有成功過。
我們手頭的數據只有他們論文裡公開的這些,實物是完全沒有的,所以沒法判斷他們這個結論到底是真的還是假的。
如果是真的,我們就得調整自己的材料研發方向了。
如果是假的,那就說明我們追的方向沒有錯,就不需要被別人的數據牽著鼻子跑了。」
肖宿仔細看了看內容,論文的摘要寫得挺漂亮的,結構也規範,先是介紹高超聲速再入段熱防護的工程背景,然後總結現有燒蝕材料的局限性,接著提出他們的新型材料設計方案,最後給出實驗結果和數值模擬的對比驗證。
看起來都挺漂亮的。
不過,肖宿剛看完引言進入方法論部分,眉頭就皺了一下。
他們聲稱採用的是「基於多物理場耦合的數值模擬方法」,把熱傳導、燒蝕質量損失、等離子體邊界層化學反應用一個統一的耦合求解器同時求解。
這個思路本身沒什麼問題,多物理場耦合求解確實是高超聲速熱防護領域的標準做法,但是他們在描述耦合求解器的疊代策略時,引用的是一套比較冷門的算子分裂法,然後聲稱這種算子分裂法可以「在保持二階時間精度的同時實現全場隱式求解」。
「這裡有個問題。」
肖宿指著論文第二頁的某一個段落,說道:
「他們用的這種算子分裂法在處理熱傳導和燒蝕質量損失這兩個模塊的耦合時,分裂誤差在時間步長上應該是一階的,而不是二階。
要做到他們聲稱的二階精度,那就需要在每一步分裂之後額外加一個校正步驟,但是這個步驟他們沒有寫,公式里也沒有體現。
要麼是他們漏寫了,要麼是他們實際跑的時候根本沒有用這個分裂法。」
韓柏岩湊過來仔細看了看肖宿指出來的內容。
算子分裂法他知道,但在數值方法的收斂精度上他還沒那麼敏銳,畢竟這也不是他的專業方向。
「可之前我們在超算上跑過他們的模型,」韓柏岩說,「按照他們論文裡公開的公式重新搭了一遍,跑出來的結果確實是收斂的,最後算出來的壁面溫度跟他們公布的數據相差不大。如果他們的方法有問題,那為什麼我們復現出來的結果是對的呢?」
肖宿把論文翻到數值模擬那部分的參數表那塊,掃了一眼,然後抬起頭說道:「因為他們在另一個地方做了手腳。」
他的手指點在參數表里一行標著「等離子體邊界層化學反應的活化能修正因子」的數據上。
這個修正因子論文裡給的值是一點三五,旁邊引了一篇參考文獻說這個值是根據量子化學計算得出的。
但是肖宿順著那篇參考文獻的標題回憶了一下,那是一篇做分子動力學模擬的論文,裡面計算的活化能體系跟艾瑞昂論文裡用的材料體系根本不是同一種東西,化學反應路徑都不同,活化能的數值在物理上根本不可能通用。
「他們引的參考文獻是做碳化矽基材料表面催化的,活化能計算結果是針對矽氧鍵斷裂的。
而他們自己論文裡用的材料是一種酚醛樹脂基燒蝕材料,燒蝕過程中的主要化學反應是碳氫鍵斷裂和碳氧鍵重組。
矽氧鍵的斷裂活化能和碳氫鍵差了將近一個數量級,把前者的修正因子拿來用在後者身上,屬於張冠李戴了。」