s方程属于流体力学,空气动力学当然是流体领域,所以飞机的研究摆脱不了一众流体方程。
ns方程是其中一个大关键,并且是一组难度极高的偏微分方程。
偏微分方程是物理学专业也要学的,其实工科专业都要学这门课。
此前提到过,偏微分方程非常非常非常非常难,难到爆炸那种。
所以不需要知道太具体,也不可能知道多少具体的知识……只是大体科普知道其难度、重要性、应用性就足够了。
真的十分“魔幻”,这个词用得不算过分。
就算是最最最简单的偏微分方程,比如一个一维热传导方程。物理解释意义是:有一根杆,初始温度处处为一个特定值,然后从右侧过来一个热源,求解某一处在某一点的温度。
形式很简单,只有一条线,而且变量只有一个,是不是听起来感觉就像一道简单的初中题目
嘿嘿!
如果看到分析求解过程,你会发现,就算把答案给你抄,都抄不明白。
根本就是天书!
这还只是一维、只有一个变量的,实际生活中都是三维的,要补上拉普拉斯算子,难度怎么形容哪……
就像上一秒老师还在讲+=2,低头捡了一支笔,再抬头,已经讲到大学高等数学。难度跨度甚至比这个还要大。
李谕虽然不是数学系的,不过偏微分方程是物理学专业必然要学的数学工具之一,所以还是有所接触。
他看着眼前的东西感觉头皮发麻。
贝尔瞄了一眼,同样仿佛像看到了从没见过的或者日文般,讶道:“搞飞机要用这个”
学生自然也很尊敬贝尔,于是一板一眼回道:“是的,贝尔先生!莱特先生给了我们一个课题,本来我们不太重视,后来却发现很有挑战性,于是自发组织过来帮忙。”
贝尔说:“我听说你们学校神学为主,竟然真有人懂如此复杂的数理知识。”
学生笑道:“贝尔先生,在南方也有热爱科学的人。我想上帝肯定也痴迷于解这种最美丽的方程!”
学生应当是个教徒,在目前还叫三一学院的杜克大学里很正常。
而贝尔则毕业于伦敦大学学院。
伦敦大学学院创建的时候,英国的剑桥大学和牛津大学都属于教会性质的大学,于是伦敦大学学院有意成为宗教性质之外的世俗大学选择。
因此伦敦大学学院的毕业生相对来说更加崇尚科学。
这就是为什么贝尔一开始总是有点瞧不上杜克大学的原因。
贝尔再次向李谕问道:“你确定研制飞机要用这东西”
李谕摊摊手:“实话实说,当然需要。不过纳维-斯托克斯方程显然再花上一百年也不会解出来,所以也没有那么不可或缺。”
李谕说的是大实话,毕竟到他穿越前,ns方程离被解出来都还遥遥无期。
韦东奕韦神研究的就是ns方程,曾经在网上火过,不过就算这么火,你看有几个人给讲具体咋回事,这玩意儿真不像是人研究的,单纯听明白问题就没多少人。
贵为七大千禧年数学问题之一,ns方程如果能够有实质性进展,人类就可以真正解释为什么飞机可以飞起来。
应该很多人有这样的疑问:既然纳维-斯托克斯方程解不出来,怎么做到让飞机安全平稳飞行
比如怎么知道飞机以某个速度、某个角度飞行的时候,受到的升力是多少阻力是多少
就是靠的经验公式!
也有必要稍微详细的解释一下什么叫做经验公式。
大学工科生应该见过老多经验公式,既然叫做“经验公式”,就说明它没法用数学原理解释。——因为压根不是推导出来的!
这也是李谕上辈子时,传统学科发展缓慢、受限的原因之一。
经验公式有很多系数,想要得到这些系数,就要把飞机放在一个超级大的风洞里面,然后放一些肉眼可见的流体去流过,通过试验得到系数的值。
接着还需要测很多不同的曲线图:比如飞机在不同的展弦比或者不同的引角下面各种系数的曲线图等等。
具体还有很多麻烦事。
但经验公式虽然在不少工科领域很好用,却有个很大的问题:它是特定的,比如特定某一形式的机翼形状,一点不能变。
如果想设计一种新形状的机翼,就要重头来过,以上的经验公式全都没法用,需要重新放入风洞去测。
因为初始条件变了,结果就面目全非,毕竟微分方程里面包含混沌。
但是,一旦纳维-斯托克斯方程算出来了,就不需要做风洞了!
只要有了机翼形状,就相当于有了初始条件,甚至可以手算出来所有的飞行数据,试验都不需要做。当然计算机更快一点。
这何止能省出来