第565章 數學的最高點
數十天過去，肖宿再次回到了華國等離子體物理研究所，不過這次回來的感覺和上次完全不同。
聚變裝置裝配大廳主廠房裡，夸父裝置本體仍然安靜地臥在中央，但是周圍已經被改造成了一個半開放的實驗平台，各種管線從四面八方接進來，檢測儀表密得像一叢叢金屬蘆葦。
而最顯眼的變化，是主裝置東南側新搭建起來的一個獨立試驗區。
那裡立著一台全新的裝置。
它比夸父小了很多，外形也不再是傳統托卡馬克那種扁平環形。
整台裝置被包裹在緻密的超導磁體陣列中，從外面看像一枚被壓扁的銀色橄欖，長約十二米，最粗處不過三米出頭。
真空室外殼上嵌著幾十道環形加強筋，每一道筋下面都藏著獨立的磁體線圈接口。
束流通道從裝置尾部延伸出來，連著一套縮小版的磁噴管雛形。
這就是肖宿在遠航號方案里要的艦載聚變堆芯的第一個地面縮比樣機，徐蒙團隊叫它「燭龍」。
和夸父那種為了打破紀錄而生的大型實驗裝置不同，燭龍從設計之初就只有一個目標：把聚變反應塞進一個能裝進飛船里的空間裡。
這意味著它必須在小得多的體積內維持同樣極端的等離子體工況，磁場梯度更陡，等離子體與壁面的距離更近，邊界不穩定性被放大了不止一個數量級。夸父上那些成熟的控制方案到了燭龍這裡，幾乎全部需要重新推導一遍。
肖宿繞著燭龍走了兩圈，最後在裝置尾部的磁噴管試驗段前停了下來。
韓熹和徐蒙跟在他身側，幾個核心工程師綴在後面，誰也沒敢先開口。
「約束區體積縮了多少？」肖宿問。
徐蒙說：「從夸父的一千四百立方米，縮到了三十八立方米。體積上大約是兩個數量級，不過重量只降了不到八倍，距離您要求的下降一個數量級還差一些。」
肖宿看著那圈亮銀色的磁體陣列，目光從尾部一直掃到前端的高溫超導饋線接口。
「重量降不下來，主要是超導磁體的支撐結構和低溫系統的質量。你們用的還是液氦浸泡冷卻，對吧？」
徐蒙點頭：「不錯，液氦冷卻是目前最穩的方案了。氦氣循環系統加上冷頭，整台裝置的輔助質量很難再往下砍了。」
「液氦冷卻是托卡馬克的舒適區，但遠航號上不能帶著幾十噸液氦跑。」肖宿說，「方案還是要改。」
「把超導磁體改成高溫超導塗層帶材，製冷端用低溫制冷機配合局部冷屏，把液氦系統整個去掉。這樣磁體系統本身的質量還能再降一半。」
徐蒙聽得心頭一跳。
高溫超導塗層帶材，國內逆材料實驗室確實是做出來了，但是工程化還沒完全跑通。用這種東西來做主磁體，難度比原來的低溫超導線材高出好幾倍的。
徐蒙猶豫了一下，還是說了實話。
「肖教授，高溫超導帶材的繞制工藝和機械支撐結構，目前我們還沒有完全掌握。」
「尤其是大電流下帶材內部的應力分布，很容易產生局部熱點，一旦局部失超，整條線圈都可能燒毀的。」
「所以不能再用原來的餅式線圈結構。」肖宿說，「你們需要在磁體拓撲上重新設計，把載荷從單一的應力集中區分散到整個線圈表面。」
全網首發更新𝙏𝙒看書📕𝙨𝙝𝙪.𝙩𝙬
「這個我可以給方案，具體到工程繞制，讓陳應平那邊配合，他們做高場超導磁體有經驗。」
韓熹在旁邊聽得眼睛發熱。
他做工程那麼久，立馬就明白肖宿的意思了。
把液氦系統去掉，把磁體質量砍一半，再改掉線圈拓撲。
這等於把燭龍的整個磁體系統推翻重做，但是沒人懷疑肖宿能不能做到。
因為肖宿說出來的，從來就不是猜測。
「磁噴管那邊呢？」肖宿又問。
韓熹上前一步，指著燭龍尾部那段錐形結構說道：
「這裡是試驗段。我們暫時用了縮小比例的環形磁鏡噴管，但束流通道的磁場位形還調不好。
等離子體進入噴管之後，在喉部會出現明顯的湍流剝離，束流發散角比設計值大了四倍。」
他頓了頓，又補了一句：「我之前做過一個雙流體邊界層的耦合控制方案，已經在夸父上驗過一部分了。但是縮比之後，磁鏡的約束時間變短了，邊界層內的離子迴旋半徑和噴管喉部的宏觀尺寸之比變了，原來的控制律不成立。」
肖宿抬頭，看了他一眼。
韓熹和他對視了一下，然後像想起了什麼似的，眼神微微發亮。
「你那個雙流體模型，在磁鏡喉部的用法不對。」
肖宿說，「原來在夸父上，邊界層厚度比離子迴旋半徑大兩個量級，所以用連續介質的雙流體近似沒問題。到了燭龍這個尺寸，離子迴旋半徑在噴管喉部已經不能當成小量了。
你得把離子迴旋運動單獨拿出來，做成動理學修正項，和流體方程耦合。」
韓熹胸口一震，腦子裡飛快地轉了一遍。
動理學修正項，不是新詞，但在磁噴管縮比模型上用動理學和磁流體混合建模，等於把兩種完全不同尺度的物理框架縫在一起。
這種縫合的難度從來不在物理上，而在數學上。
可他現在偏偏最不缺的就是數學工具。
因為眼前站著的就是當今數學的最高點。
肖宿接著說：「我來把動理學修正項的積分核寫出來。」
「你們抓緊把束流診斷再完善一下，下次試驗把喉部的離子溫度各向異性測出來，方便我標定邊界條件。」
「是。」韓熹應下，雙眼亮如繁星。
尹航和王凱他們幾個站在後面，聽到這裡，嘴巴都被驚得張大了。
他們早就知道肖宿厲害了，但每次親眼看見他幾句話把一個人卡了半個月的難題解開，那種感覺還是像大熱天被人從頭頂澆下一桶冰水，又刺激又清醒。
「下午把燭龍目前的全部測試數據調出來，送到我辦公室。」肖宿說，「包括磁體電流爬升曲線、等離子體位移反饋、還有磁噴管試驗段的高速相機圖像。」
「已經準備好一份了。」徐蒙說，「您之前不是交代過要按日歸檔嗎？我們都整理好了。」
肖宿點了點頭，沒再說什麼，轉身朝實驗區旁邊新搭的臨時辦公室走去。
等他走遠，尹航才長出了一口氣：「真就是一眼一個啊。」
王凱在旁邊小聲接話：「我算是服了。肖教授這腦子到底是怎麼長的，看裝置跟看X光片似的。」
陳啟拍了拍他的肩：「別問，問就是數學。等你把《數學原理》啃到第七卷，估計也能看出點門道來。」
「我要是能啃到第七卷，我就不在這兒擰螺絲了。」王凱嘟囔了一句，把所有人都逗笑了。
徐蒙掃了他們一眼，笑著搖了搖頭，領著人散了。
只有韓熹還站在原地，盯著燭龍尾部那截磁噴管試驗段。
他的手指在褲縫邊輕輕敲著，腦子裡已經在重構雙流體模型和動理學修正項的耦合格式了。
肖宿給他指了一個方向，剩下的，該他蹚了。
聚變裝置裝配大廳主廠房裡，夸父裝置本體仍然安靜地臥在中央，但是周圍已經被改造成了一個半開放的實驗平台，各種管線從四面八方接進來，檢測儀表密得像一叢叢金屬蘆葦。
而最顯眼的變化，是主裝置東南側新搭建起來的一個獨立試驗區。
那裡立著一台全新的裝置。
它比夸父小了很多，外形也不再是傳統托卡馬克那種扁平環形。
整台裝置被包裹在緻密的超導磁體陣列中，從外面看像一枚被壓扁的銀色橄欖，長約十二米，最粗處不過三米出頭。
真空室外殼上嵌著幾十道環形加強筋，每一道筋下面都藏著獨立的磁體線圈接口。
束流通道從裝置尾部延伸出來，連著一套縮小版的磁噴管雛形。
這就是肖宿在遠航號方案里要的艦載聚變堆芯的第一個地面縮比樣機，徐蒙團隊叫它「燭龍」。
和夸父那種為了打破紀錄而生的大型實驗裝置不同，燭龍從設計之初就只有一個目標：把聚變反應塞進一個能裝進飛船里的空間裡。
這意味著它必須在小得多的體積內維持同樣極端的等離子體工況，磁場梯度更陡，等離子體與壁面的距離更近，邊界不穩定性被放大了不止一個數量級。夸父上那些成熟的控制方案到了燭龍這裡，幾乎全部需要重新推導一遍。
肖宿繞著燭龍走了兩圈，最後在裝置尾部的磁噴管試驗段前停了下來。
韓熹和徐蒙跟在他身側，幾個核心工程師綴在後面，誰也沒敢先開口。
「約束區體積縮了多少？」肖宿問。
徐蒙說：「從夸父的一千四百立方米，縮到了三十八立方米。體積上大約是兩個數量級，不過重量只降了不到八倍，距離您要求的下降一個數量級還差一些。」
肖宿看著那圈亮銀色的磁體陣列，目光從尾部一直掃到前端的高溫超導饋線接口。
「重量降不下來，主要是超導磁體的支撐結構和低溫系統的質量。你們用的還是液氦浸泡冷卻，對吧？」
徐蒙點頭：「不錯，液氦冷卻是目前最穩的方案了。氦氣循環系統加上冷頭，整台裝置的輔助質量很難再往下砍了。」
「液氦冷卻是托卡馬克的舒適區，但遠航號上不能帶著幾十噸液氦跑。」肖宿說，「方案還是要改。」
「把超導磁體改成高溫超導塗層帶材，製冷端用低溫制冷機配合局部冷屏，把液氦系統整個去掉。這樣磁體系統本身的質量還能再降一半。」
徐蒙聽得心頭一跳。
高溫超導塗層帶材，國內逆材料實驗室確實是做出來了，但是工程化還沒完全跑通。用這種東西來做主磁體，難度比原來的低溫超導線材高出好幾倍的。
徐蒙猶豫了一下，還是說了實話。
「肖教授，高溫超導帶材的繞制工藝和機械支撐結構，目前我們還沒有完全掌握。」
「尤其是大電流下帶材內部的應力分布，很容易產生局部熱點，一旦局部失超，整條線圈都可能燒毀的。」
「所以不能再用原來的餅式線圈結構。」肖宿說，「你們需要在磁體拓撲上重新設計，把載荷從單一的應力集中區分散到整個線圈表面。」
全網首發更新𝙏𝙒看書📕𝙨𝙝𝙪.𝙩𝙬
「這個我可以給方案，具體到工程繞制，讓陳應平那邊配合，他們做高場超導磁體有經驗。」
韓熹在旁邊聽得眼睛發熱。
他做工程那麼久，立馬就明白肖宿的意思了。
把液氦系統去掉，把磁體質量砍一半，再改掉線圈拓撲。
這等於把燭龍的整個磁體系統推翻重做，但是沒人懷疑肖宿能不能做到。
因為肖宿說出來的，從來就不是猜測。
「磁噴管那邊呢？」肖宿又問。
韓熹上前一步，指著燭龍尾部那段錐形結構說道：
「這裡是試驗段。我們暫時用了縮小比例的環形磁鏡噴管，但束流通道的磁場位形還調不好。
等離子體進入噴管之後，在喉部會出現明顯的湍流剝離，束流發散角比設計值大了四倍。」
他頓了頓，又補了一句：「我之前做過一個雙流體邊界層的耦合控制方案，已經在夸父上驗過一部分了。但是縮比之後，磁鏡的約束時間變短了，邊界層內的離子迴旋半徑和噴管喉部的宏觀尺寸之比變了，原來的控制律不成立。」
肖宿抬頭，看了他一眼。
韓熹和他對視了一下，然後像想起了什麼似的，眼神微微發亮。
「你那個雙流體模型，在磁鏡喉部的用法不對。」
肖宿說，「原來在夸父上，邊界層厚度比離子迴旋半徑大兩個量級，所以用連續介質的雙流體近似沒問題。到了燭龍這個尺寸，離子迴旋半徑在噴管喉部已經不能當成小量了。
你得把離子迴旋運動單獨拿出來，做成動理學修正項，和流體方程耦合。」
韓熹胸口一震，腦子裡飛快地轉了一遍。
動理學修正項，不是新詞，但在磁噴管縮比模型上用動理學和磁流體混合建模，等於把兩種完全不同尺度的物理框架縫在一起。
這種縫合的難度從來不在物理上，而在數學上。
可他現在偏偏最不缺的就是數學工具。
因為眼前站著的就是當今數學的最高點。
肖宿接著說：「我來把動理學修正項的積分核寫出來。」
「你們抓緊把束流診斷再完善一下，下次試驗把喉部的離子溫度各向異性測出來，方便我標定邊界條件。」
「是。」韓熹應下，雙眼亮如繁星。
尹航和王凱他們幾個站在後面，聽到這裡，嘴巴都被驚得張大了。
他們早就知道肖宿厲害了，但每次親眼看見他幾句話把一個人卡了半個月的難題解開，那種感覺還是像大熱天被人從頭頂澆下一桶冰水，又刺激又清醒。
「下午把燭龍目前的全部測試數據調出來，送到我辦公室。」肖宿說，「包括磁體電流爬升曲線、等離子體位移反饋、還有磁噴管試驗段的高速相機圖像。」
「已經準備好一份了。」徐蒙說，「您之前不是交代過要按日歸檔嗎？我們都整理好了。」
肖宿點了點頭，沒再說什麼，轉身朝實驗區旁邊新搭的臨時辦公室走去。
等他走遠，尹航才長出了一口氣：「真就是一眼一個啊。」
王凱在旁邊小聲接話：「我算是服了。肖教授這腦子到底是怎麼長的，看裝置跟看X光片似的。」
陳啟拍了拍他的肩：「別問，問就是數學。等你把《數學原理》啃到第七卷，估計也能看出點門道來。」
「我要是能啃到第七卷，我就不在這兒擰螺絲了。」王凱嘟囔了一句，把所有人都逗笑了。
徐蒙掃了他們一眼，笑著搖了搖頭，領著人散了。
只有韓熹還站在原地，盯著燭龍尾部那截磁噴管試驗段。
他的手指在褲縫邊輕輕敲著，腦子裡已經在重構雙流體模型和動理學修正項的耦合格式了。
肖宿給他指了一個方向，剩下的，該他蹚了。