南都大学的流体力学实验室,位于新校区的大气山,坐落于地球系统区域过程综合观测试验基地内。
试验基地由南都大学与芬兰赫尔辛基大学合作建设,主要用于开展地球系统相关科学试验及人才培养。
新校区面积大,不过林悠和唐贞仪吃完饭就过来,时间还早,刚好走路逛过去。
“我联系了大气科学学院的陈静教授,陈教授听说我们想解决NS方程,呃……我不知道她信不信,不过倒是挺支持我们工作的,今天陈教授没空,陈教授和我说了,到试验基地后,联系一位叫张扬的博士生师兄。”
林悠咧着嘴笑了,“师姐,你突然听到一个研究生和本科生声称要研究黎曼猜想,你信他们是认真的吗?”
“不信……”
“那不就得了,陈教授应该是看在老师的面子上,才答应让我们随便参观。不过也不急,过完年后,等到我们那篇论文发表,到时候我们再来,陈教授应该就会认真对待了。现在的话,咱们就当是来踩踩场子,找找灵感。”
来到目的地后,唐贞仪拨打陈教授给的电话,挂断电话没多久,试验基地大门走出来一个男青年。
正常博士生的年纪在25岁到30岁之间,这位男青年看起来有些沧桑,不过年纪应该也在这个范围内,他的头发理得很短,人看起来还是挺精神的。
“张扬师兄,你好。”x2
“你们就是唐贞仪和林悠吧?欢迎,我们先进去吧。”
张扬肉眼可见的不算热情,他从老师陈静教授那里得知,面前这两人是数院的,因为研究什么NS方程,想要参观一下实验室。
嘁……
还是数院的会装逼,来参观实验室就参观实验室咯,非要装个研究千禧年大奖难题的逼。
张扬当然知道【NS方程存在性和光滑性问题】,这个难题解决了,对于他学习和研究的领域几乎是颠覆性的,但……
这是本科生和研究生能染指的?
不过心里想什么不重要,张扬只当是例行公事,完成老师安排的任务。
当然了,老师也说过,这两人是院士的弟子,张扬就算心里不屑,表面上也不会甩脸色。
简单互相认识后,张扬带路,三人朝着实验基地里走进去。
跟在身后的唐贞仪捏紧了拳头,表情有些不忿,心里大概在念着什么“三十年东,三十年西……”之类的台词,不过林悠一点都不在乎。
论迹不论心,在互相不了解透彻的情况下,这位张扬师兄能保持表面的礼貌就够了。
走进试验基地大门,林悠跟随在后面环视四周开始打量。
这座试验基地始建于2012年,至今十几个年头,但看起来并不老旧。
林悠见过的实验室不多,咳咳……严格来说,他只见过初高中时期的物理化学实验室,里面都是些试管、烧杯、砝码、酒精灯之类的简单设备,至于师姐唐贞仪的实验室……
只空有实验室之名,里面和实验沾得上边的只有几台电脑。
而眼前的试验基地里,是充满了大型管道、风扇、激光器和精密光学元件的工业艺术空间,空气中弥漫着微弱的风声和电子设备的嗡鸣。
这是林悠第一次在现实中,见到这样具有工业魅力和些许科幻感的实验室。
张扬带两人参观的第一站,演示低雷诺数流动。
面前是一个装满透明高粘度硅油的流动水槽,配有精密的注射泵和染料注入装置。
张扬开启设备,缓慢注入红色染料,染料在硅油中拉伸出清晰、平滑、毫不混合的线状条纹,像一条条彩色的丝带。
张扬在一旁解释道:“这就是低雷诺数流动,粘性力主导一切。看,NS方程里的粘性项就像这粘稠的浆液,把一切都抹平,维持着秩序。数学上很好处理,对吧?”
林悠在一旁点了点头,“嗯,椭圆算子的正则化效应,直观上看就是这种平滑和耗散……”
一边参观着实验,一边交流了几句后,张扬态度有些变化了,好奇道:“林悠,我听老师说,你是大一的?是不是说错了,你其实是研一的?”
唐贞仪在一旁说道:“我师弟今年19岁,大一上学期刚结束。”
张扬点了点头,若有所思,带着两人前往第二站,高雷诺数流动的湍流演示。
三人在试验基地里穿行,很快来到另一间实验室,里面是一座小型低速回流风洞,测试段放置着一个圆柱模型。模型表面有无数个小孔,连接着烟线发生器,一台庞大的粒子图像测速仪架设在旁边。
张扬一边介绍着实验设备,一边观察着林悠和唐贞仪的反应,两人看上去脸上都很淡定。
事实上,做过许多功课后,林悠和唐贞仪对流体力学方面的许多实验都不陌生,在网上和期刊上看过很多图文并茂的讲解。
风洞启动,气流呼啸而过。
当风速较低时,烟线在圆柱后平稳地分开,形成对称的涡街,当逐渐提高风速,现象陡然剧变!
烟线开始剧烈摆动、破碎,在圆柱后方形成一个混乱、无序、却又有某种内在规律的涡旋场。激光片光源瞬间打亮,粒子图像测速仪的相机捕捉到无数示踪粒子的运动。
张扬在一旁说道:“看,这就是非线性项,它把平滑的流线撕碎、拉伸、折叠,创造出这些不同尺度的涡旋,能量从大涡传到小涡,直到被粘性耗散掉,这就是湍流。”
林悠目不转睛盯着眼前的实验,下意识地喃喃自语:“……所以非线性项的本质是涡旋的拉伸,它导致了涡量拟能的级串过程……”
张扬惊讶地转过头,“你居然知道‘涡量拟能’?看来一点都不外行啊。对,就是这个感觉!你看这个涡,它被拉长的这个过程,就像……就像……”
他一时语塞,找不到合适的形容词。
林悠飞快地接话:“就像数学上的‘拉伸变换’,其雅可比矩阵的特征值决定了局部体积元的变形率。”
张扬愣了一秒,隔行如隔山,他没太听懂这些数学名词,但还是笑着道:“你们数学上是这么说吗?数学不愧是所有理工科的基础,我们只能看到它‘大概’这样变,你们却要把它‘到底怎么变’给算得明明白白……”
演示的实验不多,但关于流体力学的设备,张扬带着林悠和唐贞仪整整逛了一遍。
一整个下午,张扬从为了完成任务,到认真交流……看得出来,和初见时相比,张扬现在的态度好了很多。
他依旧觉得林悠和唐贞仪没那个本事解决千禧年大奖难题,但至少两人表现出来的专业性让他认可了。