车或者赛车会追求车辆的极致外形和极致的流体动力学的原因,因为湍流的存在会增加风阻,消耗更多的动力和降低速度
当然,这同样是流体力学应用于实际工业的表现
至于本身的经典复杂性,这则出自经典物理
在经典物理中,有一种名为‘还原论’的方法,这是九年义务教育中高中时期的内容
那时候我们学习到物理,会告诉你牛顿定律是从质点出发的,而库仑定律从点电荷出发的,毕奥萨法尔定律是从电流元出发的,振动波动从简谐振子出发
由简入繁,层层深入,达到理解物质世界的目的
从牛顿开始,人们坚信,包括浩渺无穷的宇宙都是可以计算的这就是所谓的计算主义+还原论
计算主义者认为连人性都是可以计算的,这一点甚至影响到今人工智能的发展
而还原论则是将物质一点一点的细分成基本单位,再从基本组元之间的相互作用规律出发建立运动的演化方程
这听起来似乎很简单,也很容易理解
但要想从基本组元重构演化方程谈何容易?
就像是高速公路上行驶的汽车一样,它每时每刻都在产生和湮灭涡流和湍流
尤其是在汽车的尾部,情况更加严重,一辆行驶在高速公路上的汽车,光是自身行驶带来的空气流,最少都包含个微流单元
而如果是恰好身边有其他车辆经过时,这个数量会再提升数个量级,少也能到达十万亿级别的数量
要对这么多的微流单元结构做分析,还要考虑这些微流单元彼此之间互相造成的扰动,合并成的中大型微流单元,以及消散掉的微流单位,以及每时每刻都在新形成的微流单元
相信我,对这么多的微流单元进行分析,绝对不是你能在市面上买到的任何计算机能搞定的
哪怕是超级计算机,也做不到实时分析,因为数据量实在太大了
而如果要想对这些东西做分析处理,唯一的办法就是建立彷真模拟,俗称
其基本原理是数值求解控制流体流动的微分方程,得出流体流动的流场在连续区域上的离散分布,从而近似地模拟流体流动情况
这项技术如今其实已经被广泛的用于了各行各业
从能动的汽车、飞机、火箭,到不能动的高楼大厦、建筑通风,日常的空调、冰箱等等,全都有它的痕迹
不过绝大部分的时候,cfd彷真模拟能得到的结果差别很大
且不不同cfd方法建立起来的彷真模拟,就是用同一种方法对同一个物体,比如飞机行驶建立起来的彷真模拟都有不同差别的结果
就好比国内与国外的飞机,并不仅仅差距在发动机上一样,对于流体动力学的应用,也同样有着一段相当明显的距离
这种差距主要体现在飞机应对危险状况时的反应力,动态平衡等方面
比如遇