第151章 國家重點項目,清北牽頭!

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  第151章 國家重點項目,清北牽頭!

  凌晨兩點半,帝都某小區。

  史強在臥室里睡的正沉。

  「嗡——嗡」

  床邊的手機忽然震動起來,在安靜的房間裡格外刺耳。

  「誰大半夜打電話啊?」他皺眉,從被窩裡伸出手摸到手機,眯著眼看了一眼來電顯示。

  原本還帶著些困意的腦子在看到「楚若然」三個字的時候忽然驚醒,困意消失了一半。

  「小楚?」他心裡咯噔一下。

  會在這個時間點打電話給自己,十有八九是遇到重大問題了!

  史強心裡忽然升起莫名的期待,他立刻按下接聽鍵,把手機貼在耳邊:「喂,小楚?」

  「抱歉史教授,打擾你休息了。」楚若然的聲音響起,「但有件事不能等到明天,我需要現在就向你說明情況。」

  「什麼事?」史強從床上坐起來,瞳孔漸漸清明。

  「我和余同學把模型做完了,我們找到一個優化後的最優邊界模型。」

  房間裡安靜一秒,史強瞪大眼睛:「你是說————改進型邊界模型你們解出來了?」

  「是的。新的邊界條件組能量估計能完全閉合,我們還做了三次反例檢驗,都沒問題。」

  嘶—

  電話那頭忽然傳來劇烈的窸窣聲。

  史強掀開被子,下床找拖鞋。

  「你們現在在哪?麻煩你和余同學現在來實驗室一趟,我們一起跑一次實驗模擬!」史強激動道。

  「沒問題史教授,我打電話過來就是這個意思。模型沒經過實驗驗證,我這邊心裡也不踏實。」楚若然道。

  「好,好!你們路上注意安全,千萬別急。」

  「嗯。」

  通話結束前,一陣微弱的風聲從史強那邊傳來。那是教授吸氣、努力讓自己冷靜下來的聲音。

  電話掛斷。

  凌晨兩點四十二分的房間重新安靜下來。

  史強站在床邊,手機握在手裡,指節微微發白。

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  他盯著床頭柜上的微弱燈光,良久,嘴角緩緩抬起。

  中科大那邊據傳聯合了數院兩個PDE小組、一個計算團隊,整整半年才啃出結果。而自己這邊靠這兩個還沒上大學的高中生,一個星期的時間完成模型理論推演。

  陸正庭的話忽然浮現在他腦海里:「這兩個孩子的天賦,很可能在我之上。」

  史強站在床邊深吸一口氣,拿起外套匆匆出門。

  二十分鐘後。

  清北物理學院三樓盡頭的實驗室亮著一片冷白的光。實驗室里的Linu集群上線,機櫃裡的指示燈一排排閃著。

  「辛苦你們了,大半夜還要跑一趟實驗室。」史強看了楚若然和余南汐一眼,溫和的笑道。

  「不辛苦。史教授,你先看一下我們的模型。」

  「好。」史強點頭。

  楚若然從包里拿出一疊整理好的稿紙。第一頁是整潔的標題和符號約定,後面幾頁全是密密麻麻的式子與箭頭標註。

  「我們是先從原始MHD能量等式出發,」楚若然指著第一部分,「用反對稱分裂把((僅XB)XB)項拆成(B·Vu)B和(u·7B)B兩部分。前者保留在能量交換項里,後者利用divB=0和刺蝟型磁約束邊界做散度處理。」

  「之後我們沒有直接沿用全局的E(t)能量,而是把能量泛函局部化。」楚若然翻到後面一頁,指著上面的字母,「這是我們引入的Er(,t),用一個與Tokamak曲率相匹配的局部權重μ(,t)去放大邊界漏能最嚴重區域的貢獻。」

  「然後在邊界條件里,我們把原來數值組用的那套近似真空邊界改成...,.」

  史強挑著眉頭,目光驚異的一行行往下掃。

  「你們這裡的μ(,t)是怎麼選的?」他忽然問。

  「用Tokamak截面幾何參數做了一次重構。」回答的是余南汐。

  「唔——我們用δ—elongation和K—shaping做局部坐標,把環形域在截面上拉直成近似矩形...」

  她輕輕指著某一行:「可以在局部坐標下用Poincaré不等式和Sobolev嵌史強靜靜的看完。

  他沒有立刻說話,而是拿起稿紙從頭到尾算了一遍。有幾處推導讓他皺了皺眉,停頓幾秒。他翻到前面的定義去對照。

  「妙啊......」史強看著前一頁的定義,忍不住的鬆開眉頭,呼出口氣。

  五分鐘後,他推演完畢。

  「從理論上來說,你們這套能量鏈是閉的。」他抬頭,目光中帶著難以掩飾的欣喜,「但光靠紙上的式子還不夠。你們這個邊界條件和權重函數,還需要在我們現有的數值代碼里跑一遍,看能不能穩定住邊界層。」

  楚若然與余南汐對視一眼,同時點頭。

  「我現在就試。」史強立刻調出實驗室伺服器,把先前用於驗證的Tokamak邊界數據導入。

  屏幕上迅速刷起命令行:

  load—boundary—da..

  apply—new—bc ——model......

  run mhd—sim——ca......

  幾台伺服器的風扇瞬間從低噪升到高頻,數值模擬開始疊代,時間步一點點往前推。

  史強並沒有讓伺服器跑完整的Tokamak三維MHD放電模擬。那種規模的數值計算少說也得跑上三天到一周。此刻他調用的是局部化的邊界穩定性測試,將Tokamak的環形幾何截取一個近似光滑的截面鄰域,對全耦合MD模型做弱非線性簡化,只留下與他們提出的新邊界條件相關的關鍵項。

  這種測試方法可以用來觀察能量閉合和邊界層穩定性。

  在這種規模下,數個小時足夠跑完三組對比。

  屏幕左下角開始滾動輸出:

  t=0.5,ma div B=3.2e—3

  t=1.0,ma div B=2.7e—3

  t=2.0,ma divB=2.1e—3

  史強雙手撐在桌上,聲音緊繃:「之前這一塊總是炸的。跑到t=5,殘差曲線就會向上竄。」

  三人安靜地盯著那一串不斷變化的數據。

  時間繼續推進:

  t=5.0,ma|div B|=1.4e—3

  t=10.0, ma|div B|=9.8e—4

  史強眯起眼。

  「邊界能量曲線出來了。」他點開另一個窗口,一條藍色的曲線緩緩顯現出來。

  之前版本的邊界能量是先緩慢上升,跑到一半忽然抖出一根尖刺,然後直接潰散。而此刻,新模型下的那條線雖然也有細小波動,但整體穩穩地貼著一個緩慢下降的趨勢。

  「————很穩定。」史強吸了口氣,又點開另一個「有效壓強剖面」的窗口。

  舊模型的剖面在邊界處有明顯的鋸齒形震盪,新模型的那條線則順滑得多,只在高曲率區有幾處可接受的小台階。

  「我們之前為了把那根尖刺壓下去,把粘滯係數調大了一倍。結果一調就把物理結果搞得不真實了。而現在什麼都沒動,只換了邊界和權重,曲線自己就穩了下來。」

  ——

  他呼吸越來越重,強烈的情緒頂到胸口:「這就是數學模型的力量!」

  他轉過身,看向站在身後的兩個高中生。眼神里沒有教授與學生的距離,只有震撼,以及一種不得不承認的事實:眼前這兩個孩子,是天才。

  「唔————」一個細小的鼻音忽然打破安靜。

  楚若然低頭,看到余南汐眨了眨眼,眼尾泛著明顯的睏倦。

  「困了?」

  「唔————困困。

  「兩位同學。」史強回過神來,「你們回去休息吧。我來整理參數,就不勞你們熬夜了。」

  楚若然點頭:「辛苦教授了。」

  史強卻搖頭,語氣裡帶著由衷的感慨:「辛苦的應該是你們兩個才對。一個星期你們就把模型優化到這種程度————如果不是我親眼看見,我都不敢相信。」

  他頓了頓,又補充:「這次的模型完全是可以寫成論文投SCI。我會把原始數據和對照實驗整理好,到時候你們兩個發TOP期刊都沒問題。」

  余南汐軟軟地「唔」了一聲,小腦袋點的慢慢的,似乎意識都有點迷糊。

  「那我們先回去了。」楚若然扶了扶女孩的肩。

  「嗯,路上注意安全。」

  實驗室的門輕輕闔上,室內只剩下伺服器風扇的低鳴聲。

  史強摘下眼鏡,長長吐出一口氣。

  天才,真的存在。而他今晚親眼看到了兩個。

  當晚,史強基於實驗結果修改並提交了申請材料。與此同時,中科大的丁旭團隊也提交了申請材料。

  托卡馬克類裝置的邊界穩定性屬於國家戰略能源專項中的「可控核聚變數值先導工程」項目,審核流程極為包含:項目預申報,形式審查與初評,專家組評審答辯,立項公示等。

  十天後,兩校用過初審進入專家組答辯評審階段。

  國家重點實驗平台大樓,第七評審室。

  .

  評審會議剛結束上一組,中科大丁旭團隊的PPT仍留在投影幕布上。幾位評委翻著材料,交換著專業意見。

  磁約束理論方向的郭煒教授率先開口:「丁旭那邊整體做得不錯。能量框架基本站住了腳,尤其在κ較低的區域,邊界是穩的。」

  計算物理專家趙博也點頭贊同:「嗯,他們提出的曲率校正項壓震盪的效果挺明顯,把原來那段鋸齒削得乾淨不少。我覺得挺成熟了。」

  然而應用數學方向的唐淨教授卻輕輕搖頭:「成熟是成熟,可還不夠。他們對邊界震盪的處理太保守,等於是用穩定性換取了模型的銳度。」

  他的手指敲了敲封皮:「尤其是高曲率帶的能量漏項,幾乎沒實質性改進。框架穩了,但不算突破。」

  郭煒:「但是目前在國內,能做到丁旭這種程度已經很難得了。」

  唐淨翻開下一份材料封皮:《光滑環域Tokamak邊界穩定性的動態權重能量模型清北大學·史強》

  他頓了一下:「史強的團隊也一直深耕這個領域。這次提交的初審材料看著還可以,但與丁旭的理論體系有所不同。我們看答辯情況吧。」

  幾個專家點點頭,目光看向走進來的史強課題組團隊。

  很快,史強開始講PPT。

  第一部分,他指出現有模型存在的問題。對曲率敏感區存在梯度存在放大效應,高K

  區域會出現能量泄漏。隨後他拋出新的模型創新點和三個核心創新:反對稱分裂處理磁場非線性耦合項:曲率匹配的有效通量邊界條件:局部動態權重函數u(,t)的區域重構法。

  這三條直接讓評審席的數學教授唐淨坐直了身體。

  「這模型框架————很像法國研究院的動態子域穩定理論的延申。」

  接下來,史強開始介紹模擬結果。

  原模型的有效壓強剖面圖有明顯鋸齒,而新模型的線條順滑乾淨,只在最大曲率處有微小可控波動。

  專家們面面相覷。

  當來到提問環節,趙博忍不住問:「你們沒有調人工粘性?」

  史強:「沒有。所有物理參數與原模型完全一致。」

  唐淨:「也就是說完全靠數學結構改進,就把震盪壓住了?」

  史強:「沒錯。這次的數學模型比傳統更穩定,更可靠。」

  評審席上幾位教授的表情逐漸凝重。

  中科大丁旭團隊的成果也是創新型模型。但在關鍵指標,尤其是高曲率區域的震盪壓制、能量漏項控制上明顯遜色。史強團隊的新模型,不論是穩定性還是模型的結構性改善都要比丁旭團隊做的更好。甚至很有可能因為數學模型的革新,實現領域性突破。

  很快,專家們輪番拋出專業度極高的問題。

  唐淨:「你們是怎麼保證動態權重u(,t)不破壞原能量框架的?」

  史強:「採用分塊積分技巧與弱導數結構調節,詳細推導在補充材料的第91—103

  頁。」

  趙博:「那你們這個有效通量邊界,是否會在大擾動下出現不穩定?」

  史強:「不會,我們證明了邊界層震盪的二階梯度項在這一框架下是受控的。」

  郭煒問:「你們預計這種模型能否擴展到稍粗糙的環域?」

  史強:「理論上可以,我們正在進一步驗證。」

  」

  「」

  "5

  「」

  半個小時的提問環節結束,幾個教授對視一眼。這是他們第一次在同一場答辯里,對一個團隊產生如此一致的正面評估。

  「這是目前最好的Tokamak邊界數學模型,沒有之一。」唐淨呼出口氣,說道。

  趙博點頭:「結構乾淨,穩定性強,數值結果也漂亮。」

  片刻後,唐淨忽然問:「史教授,這個模型是你的團隊推出來的嗎?

  」

  「不。」史強搖搖頭,「是兩個高中生推出來的。」

  「什麼?高中生?」唐淨愣了一下。

  「沒錯,兩個天才高中生。」

  全場教授面面相覷。

  「特招去清北了嗎?」唐淨問道。

  「嗯,其中一個已經特招了。」

  「不愧是華國頂級學府,能招到這種天才。」郭煒嘆道。

  幾個教授沒再問無關的話題。等到史強帶著學生離開會議室後,他們紛紛在評審紙上寫下意見和分數。

  十天後,項目公示。

  【國家重點研發計劃「可控核聚變數值先導工程」重點專項202X年度擬立項項目公示清單】

  【項目編號:202XYFAOXXXXX】

  【項目名稱:Tokamak裝置邊界穩定性動態能量模型及數值驗證研究】

  【項目牽頭單位:清北大學】

  【項目實施周期:3年】

  中科大,丁旭實驗室。

  所有學生死死盯著手機屏幕,實驗室內鴉雀無聲。

  「怎麼————可能?」

  「清北又把項目搶走了?」

  張啟恆聲音發顫:「————我們連續三年都輸給清北了?」

  丁旭看著立項結果,沉默了半響。

  「或許史強的團隊出了一位了不起的天才.........」他道。

  .....


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