NS方程的光滑性問題自然不容易,哪怕張堯覺得自己比起十年前更強,但想要解出這個問題的答案來也需要時間。
關於為什麼去解這個問題,並不是單純為了炫技,只是因為這個問題的解對於他未來計劃有不小的作用。
尤其是在深海領域,這組方程常常被用於研究海洋流動,包括洋流、波浪和海洋中尺度渦旋等等問題。
海底大開發是他未來計劃重要的一環,如果能搞定徹底這個方程,求出通解的話,他甚至可以對其數學建模,編寫一套專門的程式出來。
目前人們對於深海海底所知甚少,它甚至比起天空對人們來說更為神秘。
神秘意味著未知。
未知意味著危險!
正如十七世紀的笛卡爾把了平面直角座標系代入了航海時代大大降低了海航的危險性。而探索海底存在的自然隱患莫過於異常的海底暗流問題。
如果他能夠解出這個問題,對人們徹底瞭解海底,以及在未來探索海底遇到異常情況時,人們就能夠多一分保障。
在證明思路上,張堯和丘教授一開始選擇的路並不相同。
關於這一點,丘教授也很遺憾,雖然他並沒有辦法全盤接受張堯的理論,但他選擇了尊重。
也許他能另闢蹊徑呢?
張堯認為這個問題的最核心的點還是在於湍流現象。
什麼是湍流?
湍流是流體運動的一種複雜狀態,其中流體的速度和壓力不斷變化,形成各種尺度的旋渦和流動結構。
在湍流中,流體的速度不僅在空間上變化,而且在時間上也是隨機的,這意味著流體的運動軌跡是混亂和無規則的。
湍流流動由從宏觀尺度到微觀尺度的多種不同尺度的旋渦和流動結構組成。這些結構在不同的時間和空間尺度上形成和消散。
湍流問題從被發現的那一刻就一直困擾著科學界,科學界怎麼也無法理解為什麼之前還可以預測的流體怎麼會突然變得雜亂無序。
關於湍流為什麼會出現科學界也總結了很多原因,被廣泛應用的雷諾數效應。
雷諾數(Re)是流體慣性力與粘滯力之比的一個無量綱數,定義為Re = ρvL/μ,其中ρ是流體密度,v是特徵速度,L是特徵長度,μ是動力粘度。
當雷諾數較高時,流體更可能表現出湍流特性。雷諾數超過一定的臨界值,流體流動往往從層流向湍流轉變。
可這只是科學界關於什麼情況下會出現湍流的預測。而且它還不是個固定的值,而是一種大概的估計。
說句難聽的,是人們先發現了湍流後,再根據湍流現象找出的一種規律。
而且也不適用於所有情況下。
因為就算對於同一種液體,在不同平滑、無擾動的管道中的流動可能在較高的雷諾數下仍然是層流。但只要其中的條件改變一點點,這它可能就會變成湍流。
丘教授的想法和整個科學界一樣,都是想從數學角度來解決這個問題,但張堯卻不願如此。
比起那幾行算式,他對於這個問題帶來的現象更感興趣。
如果他能把湍流問題解決,那是否可以反推出這個問題的解呢?
這聽起來就像天方夜譚!
你知道ns方程是用來幹嘛的嗎?
它就是被用來解決湍流問題的,你現在居然想要直接解湍流問題,反推ns方程。
因果顛倒了吧,我的張大教授哎!
湍流哎!那可是流體力學裡面的最終命題,如果張堯能把這個問題解決,流體力學這門學科就算完結了。以後在這個領域,沒有人能比他更偉大。
可這個命題並是那麼容易