第237章 非平衡态猜想(1/2)
“有方向就不错了。”
老王感慨,“咱们这行,最怕的就是连问题在哪儿都不知道。”
回到工位,温卿看着白板上那些复杂的方程,深吸一口气。
烧蚀不稳定性只是众多难题中的一个。
还有边界层转换、等离子体效应、材料性能退化……
窗外,夜色渐深。
“地宫”的灯光一如既往地明亮。
温卿翻开新的一页笔记本,写下标题:《高超声速烧蚀不稳定性机理与抑制方法研究》。
笔尖划过纸张,沙沙作响。
烧蚀不稳定性研究推进了一个月,温卿的小组取得了不少进展。
地面试验数据越来越丰富,数学模型也逐渐完善。
但有一个问题始终无法解决:
在某些极端工况下,实际测量的热流值,仍然比他们最精确的模型预测高出20%以上。
“这不合理。”
老王盯着最新的对比图表,眉头紧锁。
“我们已经考虑了烧蚀形貌变化、边界层转换、甚至部分湍流效应。按理说,误差应该在10%以内。”
温卿也在思考这个问题。
她反复查看那些异常数据点,发现它们有一个共同特征:
都出现在马赫数大于15、高度低于40公里的极端再入条件下。
这种条件下,空气不仅会离解、电离,甚至会产生复杂的化学反应和辐射效应。
而他们的模型,对这些“高阶效应”的处理还非常粗糙。
周五下午的组会,气氛有些沉闷。
“我想,我们可能忽略了一个重要因素。”温卿在讨论接近尾声时开口。
所有人都看向她。
“等离子体鞘套的非平衡态效应。”
她走到白板前,开始画示意图。
“传统模型假设等离子体处于局部热力学平衡,电子温度、离子温度、中性粒子温度相等。但在极端条件下,这个假设可能不成立。”
她在图上标注出不同的温度:
“电子质量小,容易被加热,温度可能最高;离子次之;中性粒子温度最低。这种温度非平衡,会改变能量传递机制。”
老王点头:“这个我们知道。但我们没有非平衡态等离子体的可靠数据,怎么建模?”
“更难的是辐射。”
温卿继续画。
“高温等离子体会辐射能量,包括连续辐射和线状辐射。这部分能量传递,我们的模型完全没考虑。”
她调出一组数据:
“大家看这些异常点,都出现在弹头表面温度超过2500K的时刻。这个温度下,空气组分中已经出现大量激发态原子和离子,辐射效应不可忽略。”
孙研究员推了推眼镜:
“辐射换热……理论上确实重要。但计算极其复杂,需要知道各种粒子的能级分布、跃迁概率、辐射截面……这些数据,我们几乎一无所知。”
“而且就算知道,也未必算得动。”
老王补充。
“一个完整的辐射输运计算,计算量比流体力学大几个数量级。咱们的计算机……”
他没说下去,但大家都明白。
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