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第154章

普適性積冰生長模型

“多體耗散粒子動力學……”

祝蘭重複了一遍這個名詞，同時抬手理了一下頭髮。

這是她在思考時會做的一個無意識動作。

作為一個表麵物理學教授，祝蘭自然很早就開始接觸分子動力學相關的計算模擬了。

其中自然也包括耗散粒子動力學（DPD）——一種在最近幾年才被提出的、應對介觀粒子運動的數值模擬方法。

但這個多體耗散粒子動力學又是什麼？

DPD中的基本粒子本來就不是分子動力學中的單個原子或者分子，而是代表著一個個分子團的粗粒化粒子。

由於省去了分子動力學中對所有分子進行描述的麻煩，係統的自由度大大減少，計算量也隨之呈指數級減少，非常適合介觀尺度或者具有一定規模的宏觀尺度的研究。

不過這個“一定規模”，在分子動力學領域指的也就是100nm，最多不會超過1μm這個數量級。

如果多體的意思是繼續擴大研究的尺度，那麼就意味著又要增加需要研究的分子團數量，和建立DPD方法的初衷相悖……

無法解開困惑的祝蘭最終決定“不恥下問”——她和林國範都不是航空工業係統內部的人，對於常浩南這個名字自然不會有什麼印象。

所以在他們看來，麵前這個人應該隻是182廠主要負責運8除冰裝置改進的年輕工程師而已。

至少目前還是這樣。

“好吧，你說的多體耗散粒子動力學和我所熟悉的耗散粒子動力學之間有什麼關係麼，區彆又在哪裡？”

實際上這個時候，常浩南也剛剛把瞬間湧入自己腦子裡麵的知識給整理完，關於MDPD的基本原理，他也就隻比坐在旁邊的祝蘭早了大概兩分鐘知道。

“最大的不同在於，MDPD對狀態方程進行了改造，基於此得到了新的控製方程。”

“DPD中的保守力是一個純排斥作用的力，其大小隨著距離的增加而減小，由這樣的力控製的粒子會不斷地彼此遠離並最終充斥整個計算空間，形成一團密度、溫度等各項熱力學性質均勻的物質。”

說完，常浩南從旁邊拿過紙筆，寫下了DPD的狀態方程。

p=kT A^2

之所以這麼做並不隻是為了讓林國範和祝蘭更容易看懂，也是為了加深常浩南自己的理解，以及順便把MDPD的理論原理給整理下來。

“這個狀態方程裡的流體密度的最高次項為二次項，而用於描述液體內部壓力的狀態方程需要含有流體密度的三次項，故這種形式的狀態方程從本質上無法數值模擬帶有自由液氣介麵的流體係統。”

聽到這裡，祝蘭的眼神猛地亮了起來：

儘管常浩南還並冇有開始介紹什麼新知識，但是他能夠把到目前為止還算是前沿理論框架的DPD給講明白，並且直接點出了其最大的問題所在，顯然是真的研究過這個問題，而不是那種隻學過1 1=2就想證明哥德巴赫猜想的民科，或者隻憑頭腦風暴就要大乾快上的新手工程師。

如果說剛剛他們夫妻倆還是抱著些許居高臨下的眼光，想看看如此年輕的一個工程師能說多少有價值的東西的話。

那麼現在，至少已經把常浩南當做是一個可以進行平等學術交流的同行了。

旁邊的林國範也是不由自主地坐直了身子：

“所以你剛剛說的新方法可以解決這個問題？”

對於側重應用向研究的林國範來說，這件事情的意義甚至還要更大一些。

因為DPD的模擬有些過於理想化了，幾乎隻能被用於氣態係統和流體均勻充滿整個受限密閉空間的滿管係統。

而現實環境中，符合這兩種要求的情況屬實不多，幾乎所有的研究對象都在開放空間之內，並且帶有自由液氣介麵。

“當然。”常浩南用筆在麵前的紙上輕輕點了點：

“我在研究文獻時發現，通過組合三次樣條曲線，對

DPD中的權函數進行改進，可以得到一種能夠根據距離不同自由轉換吸引和排斥作用的保守力形式，這樣就可以保證模型中的粒子能以一定的密度聚集在一起，從而形成類似凝聚態液滴形式的粒子團……”

“在保守力的狀態方程中新增流體密度的高次項之後，就得到了MDPD的狀態方程。”

常浩南說著在紙上寫下了計算流程的最後一步，也就是保守力方程的改造結果：

p=kT A^2 2Br^4^2(-c)

在完成了最後一個符號之後，他露出了一個滿足的笑容，然後輕輕把筆放在一邊。

“而基於它的控製方程，是可以對真實液滴進行數值模擬的。”

……

兩位金城大學教授畢竟也是有真才實學的，儘管在最初麵對一個未知概念時有些茫然，但還是很快抓住了其中的要點。

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