第447章 人是无法想象超出自己认知以外的东西的
“那什么叫被和乐群锁定呢?”申鹤庆身体微微前倾,这是他第一次开口打断肖宿说话。
“和乐群是一个描述闭合路径上几何结构变化量的数学工具,在气流里,每一个微涡都是一个闭合的环量,当多个微涡被同一条和乐轨道约束时,它们之间的相互作用就形成了一个整体的叶状结构。
而这个叶状结构的特点很明显,它内部的每个点都在规定的轨道上运行,哪怕外部扰动来了,结构本身会像弹簧一样把扰动能量吸收、转移、耗散掉,而不是被扰动打散。”
“这种特性能够保证飞行器在面对复杂的气流环境时仍能保持稳定。”
“这就是为什么动态涡垫能同时解决稳定性、效率和安全性三个问题。”
会议室里所有人都紧紧盯着肖宿,脸上全都面无表情,显然还在思考肖宿刚刚说的一切。
可是很明显,这样的思考没有什么用,这个概念是肖宿新提出来的,整个构想就出人意料,还没有可供参考的理论,更别说具体实验了,他们想了半天,脑子里根本想象不出肖宿说的东西是什么样的,更别提怎么去做了。
最终,还是付凌宇先举起了手,问道:
“肖教授,那您说的这个涡垫系统大概需要多少组矢量喷口?如果喷口数量太多,光供电和散热就会把整个动力系统的效率拉下来,那无论是对于飞行器的设计还是成本都是很大的问题,这个您是怎么考虑的呢?”
“喷口数量取决于涡垫的分辨率和飞行器的尺寸,目前初步估算是一百二十到一百八十组。
不过,考虑到它们不是用来产生推力的,而是用来调控微涡的相位和强度的,所以每个喷口的功率不需要很大。
微涡的主要能量来源是气流本身,喷口只是引导气流在特定位置形成涡结构,相当于用手指轻轻推一下正在往下滚的雪球。
它的整个功耗不会超过总推力的百分之三。”
“您刚才说这个涡垫系统能够通过调整自身的拓扑结构来应对各种极端情况,”沈方方推了推眼镜,“那在跨地形飞行的时候,比如从海面飞到陆地,地表粗糙度和热力学特性完全不同,涡垫的构型大概需要多大的调整量呢?在这种情况下又要怎么保证控制系统能实时响应呢?”
这些问题肖宿之前就已经思考过了,所以回答得很干脆:
“涡垫的构型由和乐群的轨道等价类决定的。
当地面条件变化的时候,等价类会自动跳转到对应的新轨道上,控制系统的任务不是重新计算涡垫构型,而是沿着和乐叶面施加一个反对称控制力,让涡垫平滑地从旧轨道滑到新轨道。
而这个控制力的计算复杂度只有O(1),控制系统之前在天河超算上跑通信架构的时候已经做过验证了,延迟在两个量级以下,完全够用。”
他说到O(1)的时候,高清一忍不住挑了挑眉。
计算复杂度不随系统规模增长,绝对的理想效率啊。
可她明明记得一周前,这类流场实时控制的算法复杂度还在O(n²)量级,所以,肖教授到底做了些什么啊!
申鹤庆靠在椅背上,嘴唇紧紧抿着。
虽然肖宿说的内容很抽象,但是方向他大概已经明确了,可正因为明确了,他的心情才变得更加沉重了。
肖宿的这个设想很好,但是要做起来,不简单啊。
适应复杂气流的新型材料、立时响应的操作系统,还有气动布局,全都需要重新设计,这难度,比他之前做的非线性振动难题复杂不知道多少倍。
这样的难度,足够让任何一个科研人员望而却步了。
不过,他想到肖宿论文里的那些让他云里雾里的概念和设计,又把心里的那种怀疑和不安按了下去。
如果是肖宿的话,这些问题肯定早就想好要怎么做了。
申鹤庆的想法没错,肖宿确实是早就想好了具体实验步骤了,所以,回答完他们的问题之后,肖宿有条不紊的开始讲下一部分。
“气动布局方面,传统气动外形设计是正向试错,画一个形状,放风洞里吹,看哪里阻力大了磨掉一点,看哪里升力不够补一块。
这样试错的成本太高,而且永远试不出全局最优解。
这次我打算先定好目标性能,再让算法反推最优外形,用逆向设计可以极大的节省时间,也更利于我们找到最优外形。”
“这个逆向设计的框架之前我已经做出来了,不需要再浪费时间研究。”
已经做出来了?
听到这话,底下所有人都坐不住了。
他们还没弄明白这个项目的研究方向呢,肖宿竟然连要用的工具都做出来了?
高清一放下笔,脸上的表情欲言又止,还夹杂着克制不住的兴奋,他大声问道:
“肖教授,那您的这个逆向框架是通用的吗?如果换一个载荷要求或者速度级别,是不是重新输入参数就能算出对应的最优外形?”
“是。
这个框架本来就是从材料逆向设计框架移植过来的,商空间降维的构造在不同物理系统之间是可迁移的,载荷、速度、航程、地形适应性,都是输入参数,改一改输入,算法就自动吐出一套新的最优外形。”
这话让一直没怎么说话的于洋眼睛一亮,他举起手,声音有些紧张的问道:
“肖教授,我有个问题。
那这个气动布局算法给出的最优外形,会不会是人类完全没见过的形状呢?如果形状太奇怪了,制造工艺上可能很难实现吧?”
“这种情况是肯定的。”
肖宿的语气淡淡的,显然这个问题对他来说并不算问题。
“物理最优解和工程直觉之间经常有出入。
直觉受限于经验,最优解只受限于物理定律,所以两者之间肯定会有出入。
不过,制造工艺还不需要担心,这部分逆材料框架就可以解决。
算法给出最优外形的曲面数据,逆材料框架同步给出对应的材料成分和制备工艺,外形和材料是联合优化的,不会出现设计出来了做不出来的情况。”
他说完这句话,会议室里陷入了好一会儿没人打破的安静。
肖宿的设想和理念全部都超出了他们的认知,人是很难想象认知之外的东西的,所以,他们甚至难以想象肖宿最终要做的飞行器是什么样的。
接下来已经没什么好说的了。
不一会儿,申鹤庆站了起来,会议室里所有的目光都汇聚到了他身上。
“肖教授,您今天讲的这套框架,在座的每个人都会记住的。”
“国家把逆材料、隐身衣、光刻机这些课题都交给了您,那些在别人看来根本做不到的事,您一件一件全做成了。
今天这个地效飞行项目,既然您说能做成,那就一定能做成。
我们国铁集成实验室,跟着您干了。”
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