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第231章 流动的本质不是湍流的混乱

    第231章 流动的本质不是湍流的混乱 (第3/3页)

的记忆力分门别类的放好。

    他的大脑则是快速的处理着这些数据,试图找到这些数字背后蕴藏的大道。

    忽然,陈辉眼中无数字符狂涌,仿佛有光芒在其中绽放。

    “激波漂移会引发边界层分离。”他的声音突然兴奋起来,“分离区产生的湍流涡旋会卷吸高温燃气,形成局部的‘热射流’,这不是干扰,是燃烧振荡的‘燃料’!”

    林正则调出燃烧振荡的时间序列图,“您看,压力最低点正好对应激波漂移的峰值——这说明激波漂移触发了燃料-空气混合的‘开关效应’,混合好了就燃烧,混合不好就熄火,周而复始。”

    陈辉的瞳孔收缩,他知道自己的问题在哪了,一个月前,他提出“激波边界层耦合拓扑理论”,但当时只考虑了稳态情况,忽略了非定常激波漂移对燃烧的动态影响。

    “模型里缺了激波的非定常输运项。”

    陈辉快速抓起马克笔,在白板上画下修正后的控制方程,“原来的LES模型只求解了湍流的统计平均,但激波漂移是瞬态的,会把边界层的脉动能量‘泵’进燃烧区,导致局部当量比剧烈波动——这就是燃烧振荡的根源!”

    转向超级计算机,手指在键盘上翻飞,将修正后的“非定常激波输运项”嵌入模型。

    屏幕上的误差曲线开始颤抖,原本30%的误差像被一只无形的手拉扯,逐渐收窄到10%、5%……

    “我们成功了?”

    林正则看着屏幕上的曲线,大脑还有些没反应过来。

    陈辉没有急着庆祝,而是调出热壅塞模拟图——在原模型中,燃烧室尾部的温度梯度被简化为“线性衰减”,但实验显示,高温燃气在尾喷管入口处形成了“热塞”,将主流完全堵死。

    “问题出在化学反应速率的时空分布。”

    陈辉指着屏幕上的OH自由基浓度云图,“原模型假设燃烧是‘均匀点燃’,但实际上,激波漂移导致火焰前锋呈‘手指状’分布,某些区域的反应物浓度过高,瞬间释放大量热量,形成局部热壅塞。”

    陈辉快速修改反应动力学模块,将“空间非均匀反应速率”引入模型——这意味着,每个网格单元的燃烧速率不再是一个固定值,而是由当地的温度、压力、组分浓度共同决定的动态函数。

    九章三号的风扇声陡然升高,服务器集群进入全功率运转,陈辉盯着屏幕上的能量方程,额角渗出细汗……

    时间一分一秒的过去,在九章三号的强大算力支撑下,每隔半个小时就能完成一次迭代,第6小时,误差曲线终于跌破2%;第13小时,燃烧振荡的周期与实验数据完全吻合,第18小时,热壅塞的热流密度峰值误差仅1.2%。

    “成功了!”林正则的声音带着哭腔。

    屏幕上,修正后的模型正流畅地模拟着Ma6工况下的燃烧过程,激波稳定锚定在喉部,边界层分离区被控制在安全范围,火焰前锋均匀铺展,没有振荡,没有壅塞!

    陈辉没有欢呼,他依旧皱着眉头。

    他调出模型的“敏感性分析”模块,盯着一组异常数据——在燃烧区下游的x=800mm处,模型预测的热流密度比实验低8%。

    “这里有问题。”陈辉快速调出该位置的网格划分,“原网格在x=800mm处用了均匀加密,但实际燃烧室的结构……”

    他突然想起实验日志里的记录:为了安装测温探头,x=800mm处的壁面有一个0.5mm的凹痕。

    “几何缺陷!”陈辉的声音里终于带上了一丝兴奋,“模型忽略了壁面的微小凹痕,导致边界层在该处提前分离,产生了额外的热阻!”

    陈辉立刻修改网格,在x=800mm处插入“凹痕特征网格”,重新运行模型。这一次,热流密度误差降至0.5%,所有数据与实验完美重合。

    “这才是真正的多尺度耦合。”陈辉轻声说,目光扫过屏幕上跳动的数据流,“从激波的毫米级漂移,到边界层的微米级分离,再到燃烧的自由基纳米级反应——它们像齿轮一样咬合,任何一个尺度的误差都会被放大成系统级的灾难。”

    “流动的本质不是湍流的混乱,而是多尺度秩序的交响,数学的任务,就是找到那根指挥棒!”
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