高超聲速NS方程求解。

　　這是這次領導過來給出的幾個問題中，葉清河選擇的問題。

　　葉清河認為軍工在任何時候都是要優先於民生的，隻有手裡真正掌握一些足以震懾宵小的東西，才能保證自己的安全。

　　華夏如今在軍工領域確實慢慢趕上來了，很多東西都已經在趕超歐美，甚至有一些方面已經突破了歐美的包圍，形成了自己獨有的體系和實力。

　　但是依舊有不少方面還被卡脖子。

　　就比如華夏正在研製的高超聲速開口與空天飛行器。

　　目前國內軍工單位用的高超CFD軟體，90％以上依賴進口，有阿美利卡的Vulcan-CFD、ANSYSFluent、CFX、STAR－CCM＋，有歐洲的DLR-TAU、COMSOL等。

　　這些軟體對我國是黑箱＋受限授權。

　　高溫非平衡、強激波模塊不開放源代碼，參數不可調。

　　關鍵演算法如激波捕捉、湍流耦合封鎖，隻給編譯好的二進位程序。

　　華夏隻能當高級用戶，改不了底層、優化不了核心、解決不了根本性震蕩問題。

　　一旦出口管制升級，就會直接斷供，型號立馬停擺。

　　華夏這些年也做了自研，華科院力學所，空氣動力中心等單位也自研了好幾款CFD軟體。

　　但普遍存在著三大硬傷。

　　第一，演算法根子還是國外那套，核心仍基於RANS/WENO/MUSCL，沒有跳出需要人工粘性兜底的框架。

　　第二，強激波＋高溫非平衡耦合求解不穩定，馬赫＞8、正激波入射、湍流分離工況下，依然震蕩、發散、誤差大。

　　第三，湍流-熱化學耦合弱，把湍流、振動能、化學反應當「外源項」附加，高梯度場下耦合斷裂，解直接崩掉。

　　簡單說就是常規工況下湊合用，真正的高超極限工況下，不僅不穩、算不準，還隻能靠人工粘性糊過去。

　　而這個問題的最核心就是卡在了NS方程求解這道數學鬼門上。

　　強激波必震蕩、高精度必發散、不用人工粘性就算不下去，用了人工粘性就全是錯數據。

　　國外軟體卡脖子，國內軟體不敢極限用。

　　風洞與模擬兩張皮，型號進度被死死拖住。

　　這就是當前這個領域最真實、最緻命的現狀。

　　天空之中，馬赫數六至十二的極速飛行，早已不是單純的航空領域命題，而是橫亘在華夏高超聲速裝備研發路上的一道天塹。

　　這個問題很難，葉清河尚未涉足這些領域。

　　不過，他願意試試！

　　於是，昨天就接下了這個問題。

　　並讓後勤送來了相關領域的書籍。

　　後勤方面也開通了軍方的一些許可權給葉清河，相關研究以及相關資料他都可以通過電腦查看。

　　如果要看一些絕密的文件，隻要申請，最晚第二天就會有保密局的人把相關文件給葉清河送過來。

　　可壓縮流體基礎理論：掌握連續介質假設、高速流動下的壓縮效應、聲速/馬赫數定義、正激波/斜激波/脫體激波形成機理、激波前後參數突變規律，清楚馬赫8來流條件下，激波結構、波後流速、壓力、溫度、密度的物理變化規律。

　　激波-邊界層幹涉效應：理解飛行器頭部、肩部區域強激波撞擊湍流附面層後產生的流動分離、迴流區、二次渦結構，知曉分離區會造成阻力陡增、熱流畸變，這也是數值求解最易發散的物理根源。

　　高溫真實氣體效應：掌握空氣在2000K以上高溫下的分子振動激發、轉動能、化學反應弛豫過程，區分平動溫度與分子振動溫度的物理意義...

　　高雷諾數湍流物理....

　　...

　　葉清河首先要搞懂這些東西，才能依據真實流動物理規律設計數學運算元。

　　比如判斷近壁y⁺→0產生奇點，本質是懂粘性底層的流動特性。

　　比如區分數值震蕩和物理脈動，依靠的是對高超流場小尺度渦結構的認知。

　　他需要了解工程熱物理與氣動熱防護，因為這並不隻是單純的數學，計算出的熱流、壓力數據直接決定彈頭/飛行器的材料選型、熱防護設計，他需要串聯起理論求解與裝備研製的完整鏈條。

　　需要明白目前計算流體力學CFD的行業現狀，明白技術短闆，慣用手段。

　　還有很多其他的知識，他也都需要一一學習吸收，才有可能將這個問題真正從根源上解決掉。

　　因為這不是一道簡單的數學問題，而是世界性跨學科難題，是全球頂尖流體力學、計算數學領域數十年未能徹底攻克的難題。

　　其中數學問題的難度有多大？

　　首先三維NS方程光滑解的全局存在性本身就是千禧七大數學難題之一。

　　而這個問題還要在上面疊加強激波間斷、高溫非平衡、湍流三重強非線性約束，也就是在解世紀未解難題的基礎上增加極端工程條件。

　　可想這個問題有多難。

　　所以對於這個問題，葉清河也沒有給領導做任何保證，隻說自己會盡全力去解決。

　　「該吃飯了！」

　　認真學習時是感覺不到時間流逝的，葉清河覺得還沒怎麼學，就聽見周婉兒叫他要吃飯了。

　　「中午你幫著定外賣吧，不出去吃了。」

　　葉清河頭也沒擡。

　　「不行，你坐了這麼久了，就算不出去吃，也應該轉轉，然後去旁邊休息室給你做做按摩！」

　　但是周婉兒並沒有聽他的，直接把他手裡正看的書給合上，推著他就往外走。

　　「哎！」葉清河沒來得及反應，就已經被推離了辦公桌位置，隻能搖搖頭。

　　八月初的天氣是很熱的，好在葉清河所在的新齋離食堂很近，而且沿途道路的樹都很大，樹蔭很多，所以還能接受。

　　「清河，這麼巧？」

　　隻是他們剛坐下沒多久，林棲月就端著自己的餐盤坐到了他們旁邊。

　　「正好，我還說找時間找你問問呢，我這裡有一個數學問題，我研究了幾天了，一直弄不明白，你吃完飯幫我看看，行麼？」

　　也不在乎周婉兒還有蘇妙兒的眼光，林棲月直接拿出帶著的書，指著書裡的一個問題對葉清河道。

　　葉清河看了一眼她的書，雖然很新，但是上面卻已經用筆做了不少的筆記。