第588章 湍流與納維-斯托克斯方程

因爲曾到段永恭教授的實驗室實習過,也參與過胡青峰教授、何良傅教授、得國的科佩特教授的課題研究工作,秦克和寧青筠只經過兩三天短暫的適應期後,就已熟悉了在“空氣湍流與氣候預測”課題組裡的學習與生活,並開始投入其中,進入自己的跟班學習生涯。

他們的研究生學習也與普通的研究生不一樣,去不去課室聽課是完全自主決定的,而現在研究生的課程大多數對兩人來說已是比較顯淺了的,只有少部分選修課或者專業課的內容兩人有興趣,纔會去聽一聽,其餘的白天時間,基本上都呆在“空氣湍流與氣候預測”課題組裡。

經過這幾天的熟悉,秦克已將所有人的相貌與名字全記住了,還私下裡做了簡單的筆記,記錄下每個人的年紀、性格、愛好,以及家庭情況。

晚上,在兩人的“小窩二號”自習室裡,寧青筠看着秦克做表格,忍不住悄聲問:“秦小克,你記錄這些有什麼用呀?”

秦克見明明這裡就只有兩人,單馬尾少女還有點做賊心虛,似乎要替他遮擋的樣子,不由樂了,親了親少女那粉嫩柔滑的小臉,笑道:“這雖然不是什麼值得公開宣揚的好事,但也算不得什麼見不得人的壞事,你不用這麼緊張。以前剛上大學時,我也做過類似的表格,你可能沒留意。”

秦克令微光打開筆記本電腦裡的表格,小臉微紅的寧青筠果然看到“基科班名錄”的表格文件,上面同樣記錄着全班每個人,除了她和秦克自己外其餘同學的大概信息。

“每到一個新環境,想積極地融入其中,就要多聊天瞭解信息,而且要記錄下每個人的要點,包括喜好、厭惡的忌諱的事、簡單家庭狀況,這樣才能與周圍的人相處得好,避免不小心‘踩雷’。比如有人離婚了,伱就要判斷他對這事的態度,是樂觀的,還是視爲奇恥大辱,如果是樂觀的,你可以和他提起電視裡的相親節目來開玩笑,如果是負面忌諱他人提起這事的,那在他面前,哪怕是和別人談話,都儘量不要涉及到相親啊、婚姻啊、離婚之類的敏感字眼。這些在我們大一下學期學過的人際關係學選修課裡,老師都有提及過的吧?”

寧青筠有些佩服地點了點頭:“確實學過,但老師沒說得這麼詳細,更沒教我們怎麼做。”

“學以致用嘛,根據理論改進人際關係,你看我這表格就比以前剛上大學時的表格更專業些。‘空氣湍流與氣候預測’課題組是我們要長期學習的地方,我們沒必要加入所謂的內部派系,堅定地作爲姜老師的嫡系就行了,但也要儘量地營造舒服的環境氛圍,讓學習與科研更快樂些,對不對?

秦克是這樣想的,也是這樣做的,憑着他的社交能力和獨特的人格魅力,加上主動請了兩次客,很快就帶着寧青筠與課題組裡的人熟絡起來,衆人對他倆也少了份生疏與審視,多了幾分真誠的熱情。

尤其是那些同樣是實習生身份的博士們,年紀只相差七八歲,多半又都心思單純,見明明已是世界聞名的大數學家、數學系正研究員級別的秦克、寧青筠絲毫沒有架子,都很樂意與他們交往。

比如性格外向的博士後鄧兆亮就對秦克特別熱情,一直主動地向他介紹各種實驗設備以及課題組內幾個小組的情況。

鄧兆亮也算是海歸,MIT的物理專業博士,比就讀過MIT數學系的陳立成晚了一屆,但他與陳立成關係很好,上次秦克救了陳立成一命,鄧兆亮極爲感激,這時對秦克自然是份外親近。

當然,男生們面對漂亮動人、青春明媚、又總隱隱透着清冷氣息的寧青筠還是有點拘緊,不太好意思接近,但與秦克很快就變成了勾肩搭背,可以玩些顏色笑話甚至說點心裡話的親密友人關係了。

女生們在寧青筠的零食攻勢下(秦克指點),也與寧青筠相處得很不錯——課題組裡以男性居多,但女生也有十個左右,多數都是博士生或者博士後。

感覺到實驗室四周的氛圍明顯變得溫和寬鬆、歡快起來,寧青筠不得不從心裡佩服秦克,有心思,有熱情,也有技巧,這樣的秦克不受人歡迎真是天理難容。

這一天是週五,課題組每週一次的總結報告交流會議就在六層的會議室裡召開。

這樣的總結報告交流會只要在實驗樓裡的課題組成員,都必須出席,在會議上主要分享各人近期的研究成果,以及遇到的問題。

會議紀錄一般由實習生來擔任,再由一個研究員作複覈,作爲新人的寧青筠很自然地就擔負起記錄的工作來。

她記錄得很是輕車熟路,讓配合她的研究員於曉慶頗爲驚訝,慶姐悄聲問:“小寧,以前你做過記錄?”

“嗯,以前也在其他課題組裡做過類似的工作。”寧青筠點了點頭。

慶姐朝她豎起了大拇指。

這樣的會議秦克和寧青筠都聽得很認真,也能學到許多書本上接觸不到的細節。

比如研究員莊會超的發言:“最近我們小組裡遇到了一個問題,採用半拉格朗日方法計算平流項以及在空間離散化時,若採用二階精度的中央差,會導致格朗日上游點的求解困境,以及上游點變量插值造成的守恆性缺失問題,如再提高精度,目前我們機房裡的服務運算能力就跟不上了,需要申請神威太湖之光的超算來計算數據……”

秦克翻了下資料,發現課題組裡的數據量每年的新增量已超過30TB,而且還呈不斷加速增長的趨勢。

難怪要用到超算了,這樣的數據量,普通服務器羣組根據處理不過來。

秦克匆匆翻罷資料便放到了一邊,繼續認真聽着,順手記下一些他認爲有必要繼續查找資料或者值得重視的問題。

報告交流還在繼續。

“最近我們嘗試利用雷達回波數據,來進行短時降水預報測試……”

“現在我們的實驗數據越來越龐大,光靠人工編寫算法來提取信息效率太低了,我建議引入人工智能,實現數據分析、信息提煉的自動化……”

人工智能分析海洋數據?這倒是個好方向。

秦克想起到了LV3的微光,以微光此時的數據分析篩選能力,應付這麼大規模的數據還是很吃力,估計要升到LV4纔有可能勉強達到目前課題組的要求,想要遊刃有餘、高智能地作出數據分析、數據畫圖和數據預測預警,怕得要到LV5了。

秦克正想着,姜爲先老院士忽然開口道:“秦克,你之前寫過極端天氣下氣候現象的論文,你說說影響到氣候的都有哪些因素,能想到多少就說多少。”

秦克怔了怔,這怎麼就忽然提問起來了?

不過這應該也算是研究生學習的一環,憑秦克這時的物理知識儲備,這樣簡單的問題張口就能回答,更別說當初爲了寫論文,他還翻閱過大量的文獻。所以他幾乎想也沒想便直接答道:

“影響氣候的條件有很多,不同地域不同地形在不同條件下,都會對氣候產生不同的影響,這些都屬於自然地理因素。此外就是全球氣候變暖、冰川融化、厄爾尼諾現象、海平面上升等世界性的因素,也會在一定程度上影響我國的氣候。人類活動產生的物理化學因素,同樣會對當地氣候產生明顯的影響,比如汽車尾氣排放、化學污染物的排放、人類改造地形地貌等。此外大氣運動在地表產生的湍流效應,也會對氣候產生不可預知的影響。”

姜爲先老院士微微點頭,又轉向寧青筠道:“湍流是在大雷諾數下發生的,小寧你簡單說說雷諾數與湍流的關係?”

寧青筠略一思索答道:“雷諾數小的時候,爲層流,因爲黏滯力對流場的影響大於慣性力,使得流體流動相對穩定。若是雷諾數較大時,則相反,黏滯力對流場的影響小於慣性力,流速越過臨界值後,流體流動會因流速而變得不穩定,產生各個方向的隨機運動,形成混亂而無規律的湍流流場(渦漩)。”

姜爲先院士再次點頭,他當然知道這兩個學生能答得出來,只是想讓衆人親眼見識下自己弟子紮實的基本功。他看向兩人:“你們應該已熟悉這個課題組的情況了,課題組內部也分爲五個小組,你倆從今天起,就專門去跟進湍流小組的研究吧。”

周圍響起了一片輕微的騷動,但很快就安靜下來,只是看向秦克和寧青筠的目光都變得複雜起來,有惋惜,有同情,也有期盼和羨慕。

會議結束,衆人散去,回到座位,旁邊的博士後鄧兆亮便悄眯眯地對秦克道:“姜老院士看來對你們期許很高啊,居然讓你們去研究湍流。”

所謂的湍流,是指時間和空間上強烈變化、多尺度的、不規則的複雜非線性流體運動狀態。

最先發現並對流體運動中湍流現象進行研究的是鷹國物理學家雷諾,並定義了流體內部存在兩種的結構完全不同的流態:層流和湍流,也就是剛纔寧青筠回答的答案。

如果說流體力學裡哪個部分最難最複雜,除了橫跨數學物理方面的N-S方程外,那就要數湍流了。

因爲湍流是無規則、混沌的,如果你把一小段河流的湍流分別用函數來表示並畫成圖形,你會看到……什麼叫一團亂麻,就像小朋友不懂事亂塗亂畫的一堆線條,看得人頭皮發麻。

如果說流體力學是個坑,那湍流就是看不見底的深淵。

當初得國著名物理學家、量子力學的創始人、諾貝爾物理學獎大佬沃納·卡爾·海森堡,就曾說過:“如果我見到上帝,我會問他兩個問題:相對論是什麼鬼?湍流是什麼鬼?我覺得他會知道前一個問題的答案。”

這位量子力學的大物理學家,在研究量子力學之前就是研究湍流的,他的博士論文題目叫《論流體流動的穩定性與湍流》,然而一年後,他就英明地發現湍流是個難出成果的深淵,果斷地改行研究起量子力學,並在八年後因爲量子力學的研究成果獲得了諾貝爾物理學獎。到他老年後,功成名就,又得志意滿地嘗試迴歸湍流研究,但依然沒什麼大的進展,最終再次放棄,於是纔有了上面的感慨之言。

——上帝會知道相對論的答案,卻不知道湍流的答案。

鄧兆亮大概是怕自己的話嚇着了秦克和寧青筠,見兩人面面相覷,便趕緊又補充道:“‘湍流小組’在我們課題組有‘精英組’之稱,基本上只有表現很出色的團員纔有資格進入,目前只有十九人,算上你們也就二十一人,小組長是姜老院士親自擔任。課題組裡對N-S方程的研究,也主要在‘湍流小組’裡。”

說着他又壓低聲音,神秘道:“磁約束可控核聚變知道吧?湍流小組也在研究着相關的關鍵問題——磁流體力學因湍流現象而產生的不穩定性。”

他嘆道:“因爲這個小組太高端,我們對它既敬而遠之,又渴望終有一天能進入這個小組,因爲那表示我們的實力被姜老院士認可了,成爲了課題組裡的精英。說來你們知道N-S方程與湍流的關係吧?”

秦克微笑道:“略懂一些。通過N-S方程來描述湍流現象,換成數學語言就是:確定的非線性偏微分方程是否有長時間的不規則漸進解。層流是小雷諾數下N-S方程初邊值問題的唯一解,隨着流動雷諾數增加,流動由層流向湍流轉變,這可以看作N-S方程初邊值問題解的性質在變化。雷諾數增加到臨界點,N-S方程出現分岔解,湍流現象則是N-S方程的漸進不規則解。”

鄧兆亮聽得一愣一愣的,好會兒才豎起大拇指:“不愧是姜老院士的高足,佩服啊佩服,如果這叫略懂,那我想我們這些博士生可以集體自閉了。”

從這一天起,秦克和寧青筠就進入到湍流小組。

與別的小組不一樣,湍流小組不用離開實驗室,也不用到處跑去考察,因爲多數研傲視羣雄工作都是通過理論推導與小型實驗來完成的。

秦克二人在物理專業上暫時沒出成績,求真書院的邱老先生卻已打電話來請兩人開始準備授課了。

而與此同時,實驗設備全部部署完畢的青檸植物培育實驗室,有關計算種子學和種子DNA的研究,也進行得如火如荼……

當然,最吸引國際數學界目光的,還是IMU對秦克證明黎曼猜想的重點審覈。

第265章 你可以永遠相信“秦寧”組合(打賞第331章 給寧青筠一個最大的驚喜第671章 近五十年來最偉大的發明!第966章 致以最誠摯的感激之情!第356章 兩個全國高考滿分的理科狀元!第701章 請解決人類的淡水危機吧!第998章 即將進入新的階段!第203章 你別這樣好不好?第788章 揭穿秦克和寧青筠弄虛作假的真相?第565章 證明哥德巴赫猜想引發的世界狂潮第699章 青檸新能源及淡水資源再生利用技術第269章 彷彿擁有了全世界第941章 無法改變的趨勢,人類未來的希望第323章 讓全世界的高中生都在你的理科成績第184章 我可以去你家裡寫第748章 秦克放出的超級大招!第683章 一切的造假都無所遁形!第303章 歡迎使用青檸操作系統測試版!第267章 其實我是一個很好相處的人第372章 來自夏國的奇蹟小子,再次創造了不第625章 數學水平不夠高都不好意思稱呼自己第532章 預言與第一徵兆第284章 再次震動全國的耀眼成績!第154章 學委,我們去擊潰一切來犯之敵!第245章 震動全省的第三次霸榜第794章 這事我們義不容辭!第1018章 人類歷史上最大規模的遷徙行動第605章 拓撲量子通信課題的新進展第969章 超越高斯 黎曼的頂尖數學天才!活着第43章 謝謝你,秦克第666章 憂心忡忡的寧宗訓夫婦第545章 克拉福德獎!第273章 秦克致寧青筠的全新型高中奧林匹克第153章 帶你私奔!第1021章 人類一定會迎來最光明的未來!第572章 在全世界面前證明哥德巴赫猜想!第575章 本科畢業,青春真好!第252章 再來兩篇論文吧!第3章 學神的境界碾壓!第577章 最輝煌,最耀眼,最吸引眼球的一次第147章 第一名是我的,誰也搶不走!(打賞第605章 拓撲量子通信課題的新進展第1001章 第一座發射基塔“埃癸斯”第1003章 秦克欺騙了所有人??第569章 夏國最優秀的青年數學家,以及來自第980章 恆星吞噬行星,以及即將揭曉的全球第59章 這個多管閒事的傢伙第127章 登門道賀第528章 火爆熱銷的新型西紅柿種子第469章 破紀錄的邱賽成績!(感謝“愛小薰第918章 去爭取一份彌足珍貴的友誼第822章 這種有人惦記一起慶祝的感覺,真好第345章 這兩個方向都是錯的!第551章 錦上添花 同學聚會的二三事第637章 要不要當院士?第311章 嚴維周的怒火第104章 高難度的期末聯考第160章 這是怎麼樣可怕的數學天才!(打賞第401章 秦克這小子,在搞什麼花樣?第971章 破紀錄的二次菲爾茲獎,以及正義之第749章 那是無法超越的可怕存在!第312章 寧青筠的禮物是什麼?第801章 爲兩位偉大的院士賀!以及來自挪威第524章 向着沙漠紅薯課題進發!第451章 我永遠都只想當他的第二名第775章 他將來的成就甚至可能會在霍金之上第665章 《計算種子學的理論模型體系》投稿第13章 高難度的數學試卷第851章 全國防災應對技術總顧問!第266章 物理科目解鎖,以及新的任務開啓!第798章 送給小寶寶的第一份禮物第584章 拓撲量子計算的新方向第242章 許老師的筆記本,與秦神的學習日常第937章 《大國院士,風華正茂》的電影?第752章 對於這樣國之柱石,怎麼優待都值得第301章 秦克的新概念作文第291章 虛擬科研實驗中心第315章 不可思議的演示視頻!加更規則再說一下第851章 全國防災應對技術總顧問!第571章 登上萬衆矚目的舞臺第723章 金子般的赤子之心第633章 微光,執行B計劃!第723章 金子般的赤子之心第107章 未來夏國數學界的瑰寶!第920章 我的上帝,他是怎麼做到的!第136章 我這一年裡最開心最幸運的事第656章 你永遠都是我們清木大學物理系的“第664章 生物學與雜交育種技術同時升級!第604章 兩人佔據了夏國數學界的半壁江山第668章 ICCM數學獎第608章 青檸科技數據中心,以及久違的夥伴第346章 邁入了高考的考場(爲盟主“宇治”第507章 百分之三十五的收益分配第141章 國賽出題組會議上的爭議第923章 當世第一 無可替代的偉大數學家!第159章 證明方法二第622章 怎麼這家就變成文物了?第130章 你不許再逗我笑了第746章 請繼續獲取科學之巔的榮譽大獎吧!