第282章 差异的发现(2/2)
“我明白。”
温卿郑重地说。
“去吧。”
于老挥挥手。
“用‘天河一号’,跑这个新方程。
先算简化情况,看看趋势。
如果需要更多计算资源,我来协调。”
离开于老办公室时,温卿心中充满力量。
不是因为得到了认可,而是因为她知道,自己找到了正确的方向。
回到计算中心,温卿在新方程的基础上,开始编写计算程序。
程序开始运行。
屏幕上,数据如瀑布般流下。
在“天河一号”上初步测试新方程的结果显示,计算量是原模型的五倍以上。
这意味着,原本需要跑一个月的完整内爆仿真,现在要跑五个月——
这在工程上是不可接受的。
更关键的是,新方程引入的物理参数缺乏实验数据支撑。
在科学上,再优美的理论也需要实验验证;
在工程上,没有验证的模型,设计师不敢用。
温卿决定改变策略。
与其直接挑战整个理论框架,不如从具体的数值算法入手,用“润物细无声”的方式,一点一点地改进现有模型。
她选择了一个看似技术性的切入点:
内爆仿真中冲击波传播的数值算法。
内爆仿真的核心是求解一组复杂的偏微分方程:
质量守恒、动量守恒、能量守恒,加上材料的状态方程。
这些方程在数学上是“双曲型”的,意味着解可能存在间断——冲击波就是典型的间断面。
现有的数值算法采用“Godunov格式”的变种。
这种格式的基本思想是把计算区域分成小格子,假设每个格子内的物理量是常数,然后根据格子边界上的通量计算演化。
Godunov格式擅长捕捉冲击波,但有个固有缺陷:数值耗散较大。
温卿在分析一组旧型号核弹头的仿真数据时,发现了一个有趣的现象:
仿真预测的冲击波对称性总是比实验测量结果好。
换句话说,仿真模型“高估”了系统的完美程度。
她调出了原始代码,逐行分析。
问题出在一个细节上:
在计算格子边界通量时,程序采用了“Roe近似黎曼解”——这是一种常用的近似方法。
但它在处理强冲击波时,会引入额外的数值粘性,这种粘性会“抹平”冲击波的不对称性。
“就像用钝刀切肉,虽然能切断,但切口不整齐。”
温卿在笔记中写道。
“现有的算法,为了稳定性牺牲了精度。”
但改进算法谈何容易。
更精确的黎曼解法,计算量大得多;
而且,在冲击波附近,任何微小的数值振荡都可能导致计算崩溃——
核武器仿真对数值稳定性要求极高,一次崩溃可能意味着几天甚至几周的计算白费。
温卿需要找到一个平衡点:
既要提高精度,又要保证稳定,还不能大幅增加计算量。
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