第39章湍流实验
跟随纪教授去他的实下午，卓越室。验
的实验基这是一个很大门口车开进去。，他们的通过保安的检查后地，在
“这里不仅有空气力学实验室实验室、材料学”实力实验室，还有运动学动室和航空电子系统实验空发动机实验纪教授道：室等！验室、结构、航
技园一样，占地面积有五千多亩，有建筑。形好似厂房一般的的建筑，在四周有序边有一个好似飞机一样基地就像一个科，人工湖旁透过车窗向去，实验室一个很大的人工湖的落着一个个方外面看卓越
教到一所建筑前，通过纪。后的车场停下，他们步行指纹验证授车子在停进入实验室
的人，看到纪教授停下，然后又，走路步伐快速。的样子来问好后匆匆离开，所有好奇的看一眼卓越里面有许多来来往往和杨教授，之穿着白大褂人好像都很忙
弯一百多平的房间里。积有弯绕绕后进入一间面
喜。看到里面的设备卓越眼中惊
出水口。只水口，下方连接下水道箱的上方有一个进见房子的立方米的水箱，水靠墙的位置有一个十几
前方各有一个激光片。在水箱的上方和正
在水箱的左边有一个十几有一个大风上是一个直径一米左面的平的空地，空地的墙壁各有一个激光片。圆洞，圆洞里在风扇的上方和对面还有一个扇，在大风扇的大风扇，
就是房间的中，在电脑的左距离，也前方，距离水箱有两间，有一排机器印机。卧放着，在电脑米的息投影仪在它们的正，中间是三台电脑，斜边有一台打的右边有一个全
还有两个正正机器与水箱之这排方方，头颅大在小的同步器间，放置在地上。
惊喜的看着这些机那排机器前，器，女人跟鞋，男人喜欢汽车和手表。卓越走到喜欢包、口红和高
却是独有情钟！而卓越对科研机器
道：“纪教授，这可以做三维的纪教许久后卓越转，指着全息投影仪技术实验吗？”授头看向一旁
纪教授笑道：“的全息全景实验方式，三维技术让我们抛弃了原始的效可让我们直观现代科技的进步，果图。到实验的看“当然可以。””
速度场测量技术。三维技术的出现，让就是高时空分辨率三来许多技术，在湍流上的我们多出种实验”“同时，因为维实验技术
的卓看着跃跃欲试越？”不要试试“要，纪教授笑道：
以卓越激动的问道：“可吗？”
的测量，一种比较。析涉条得到的粒子平均实验就是可压缩湍流位移，进而得到速度场老旧在湍流上他以前做过最好的的技术，是用光学分法，以杨氏干
这种代出现的，在很多地方技术还是上世纪八十年几乎淘汰了这种技术。
”“当然可以，你可以亲自来步骤操作。”。：“我来给你讲解纪教授踏前一步一下操作，走到卓越的身边，道
许久后，卓越熟了机器上的按钮和操作步骤。悉
你来试试。”“记住了吗？记住的话
激动的心情，道卓越压下忐忑而：“记住了。”
“那就开吧！”始
卓越呼出一口按钮。气，按动启动
仪响起，激光片，嗡的一声，电脑启动，同步器运转，全息投影瞬间亮起。
之后他按动放水，瞬看去，全上出现一个1:10模拟，由激光形成柱。的水息投影仪间，水箱的上面落下一条旋转的水柱，他转头
开始选择流动显示！”纪教授道：“现在
卓越首先选择流线！
，分别是流显示的效果各有不同。流动显示有三种色体，三种线、迹线和染
一段流流动时所有部分的速很快，电脑屏幕上出曲线，这是水现度方向的曲线。
杨教授走过来，三人一起看向电脑屏幕。
纪教授道：“转为迹线！”
按钮，鼠标随机点击水按动迹线幕上出现波幅不的曲线。同流中的某个水流屏点，
段所形成点的速度方向不同时间的曲线。这是他所选的水流
”“最后是染色体！
点，脉线是水流的一条染色体。染色体也叫做脉线，个点的流体微团组成流经这中固定的某个
“好了，关掉吧！”
出水口流出去卓越按动关闭停止按钮，所有机器全部。运行，水箱中的水从
卓越笑着问道：“感觉怎么样？”纪教授看向
卓越笑道：“”太多了。比学校里的机器实验好
学给“哈哈……里人不里的设备都是最校缺钱，我就让他们的设备都是老旧的，生随便摆弄，但我这所以给你们学我弄来这一套装备。”新的，那帮欧洲
“虽然也是非常优质不是最顶尖的，但的。”
动显示？”“想不想试试更多的流
眼卓越别的流动显示？”睛一亮，问道：“还有
由表面和片光。”“当然，我这里不仅有染色体，还有氢气泡、悬浮粒子、自
流的，我还有低速气流才仅仅只是水“这流动显示。”
“分别有线和荧光微丝。”烟线、丝
部没看过，只听说过。听的卓越心中激动，，有些他连ppt上都这些实验方法大分他只在ppt上看过
这所实验室背后验室吗，又好运到他的意的。杨教授瞥了个实一眼纪教授，不就有是个土财主，看把
纪教授笑着问道：“你想实验哪种？”
“悬浮粒子流动显示！”
，听说做出来的实验很。成的一般由出来的水，是最先进的实验方式漂亮，喷流就好似悬浮粒子流动显示无数萤火虫组
“我们去隔壁房间！”
只是差风扇，只有一个水箱。备与先前的房间设备隔壁房间的不多，设没有
水箱的水不。是从上面流边有一个直径十厘米左右的铁管下来的，在水箱的右
只有电脑的旁边，黑暗。附只对着电脑有三盏灯，灯光还房间里很黑近，水箱中很是
旁边看着。”在纪教授道：“这里我来，你
“嗯！”卓越点头。
纪教授一边边讲解操作一。
“悬浮粒子流动些流的流动结构。显示是用一解水可视的固体微粒或油微粒或油滴的运动状态来了滴混到水流中，从固体”
“一般可用的材料有聚、铝粉、蜡和松脂的混合物制成的银白色小球和油滴。”苯乙烯微粒
一个按钮道：“银说着他启动机器，指着白色小球早就混合好的，这个球放到水中。”按钮是将这些银白色小
他按动按密数小铁球在无数哒哒声连续而。铁管中滚动钮后，只听到集的响起，就好似无
渐渐消失！十几秒后，声音才
“这个按钮是发射！”
射按钮后，瞬间，一道淡青色水丽的画面。，好似一道火焰，出他按动发流快速喷射出来现一副绚
卓越眼神迷离的看着这一幕。
只是一般人看不到，科研并不是像外人想象的枯燥也想象不到。无味，它有它的美丽，
只有科员在实验的时候才能研人享受到。
模拟出水箱电脑屏幕上显示着曲线。打印机中的画面，一连串曲线，全息投影仪上中打印出电脑中的
的收回目光。器关闭，卓越许久之后，纪教授将机遗憾
，他们又实验了其余所有的流动显示。室中间，在实验之后几天时
还有气流水流的流动显示，的流动显示。不仅有
图像的纸道：算一番实验结果吧！”几十张布满曲线和粒子“我们来计纪教授手中拿着
纪教授室中！实验室的办公
所有的实验报张桌子坐下，三人围着一。告摊放在桌子上
上下临界流速，上临纪教授道湍流变层流。”：界流速是层流变湍流，下临界流速是“根据雷诺实验，我知道
规律、“所以，我们可以谱。”研究出湍流的的统计和湍流脉动
数“根据我这么多年间、空间坐标和实验次度场是的则函……”数的不规时湍流的速研究发现，
“……”
₂dk【dk;₁dk;.㯠);₃.】)e;x;p;(iksᵤᵤ(k;当㯠=0时，=∫
动能在波数段(k，k“波谱sᵤᵤ+dk)中的分布。”k)表示脉动(
的研教授扔下手究？”中笔，你们看看接下来应：“这就是我这么多年纪该怎么走道
”我想到一种方法，您，根据这几天的实验，卓越道：“纪教授看看怎么样。
“你说！”
的表出严肃授身子坐直一些，露纪教情。
推导出n;-s方程，-s;方程，一开始他还不信，直越推导出n亲自他听杨教授说卓到卓越在他面前他才信。
普通学生，而是同辈的人。此时，他不会把卓越当
记录的始组或几组信号，然后对记录一。”满足条件准则时，开一定的准数据进行统计分析果我卓越道号，当湍流信号则检测湍流信们根据：“如
越找出其中一份“例如这样！”卓数据，“你们看这份数据是间歇性地出现高强强度，而，湍流边界层度脉动。”脉动并非始终有很高的外层，速度
的测量。”间歇因子的“像这种情况，最简样时使用湍流单的方式是采
“我别的方式实验？”纪教授问们是要用道：
“其实！经做了。”“不用这种测量方式我这几天已”卓越道：
“你做做的？”你什么时候“了？”纪教授疑惑的道：
一起，一直都在看着他没发现卓越做了他这几天都和他说的实验。实验，他做卓越在
体实验，其中特殊的数据迹线和染色只是“其实就是收集起来，所以我把量。”就成了间歇性因子的测
找出来，”“奥，原来是这样，将后呢？然间歇性因子测量
然后我们平均值。”“得出湍流状态示性函数，求出间可以根据这些数据，平均值和非湍流状态的歇因子，最后就可得到
“你是说湍流状态和非数？”湍流状态的示性函
头。“对！”卓越点
我看看。”“你把数据给
找到几份数据，指着它们上面的某个数中据数据。”“好的！”卓越从数据道：“您看，就是这些
纪教授看了片刻后道：我写出来，你看看对不对。”“
示性函数他也经常用到，只是用到的数据和卓越说的不同。
以卓很越说的数据他可以但他知道公式，所快写出来。
“好的！”
。纪教授拿起笔写
l=1，|uₜₕ/u∞=0【……】u;∞|;>u'
纪教授问道：“是这样吗？”
默计算，是的！”脑海中默之后道：“卓越看了下，
示性函数，那么间歇性因子就是这样纪教授道：“如果是以这个为。”
i【r=n∑=1i/n】
卓越道：“对！”
！”状态平均值就是“那么湍流状态平均值和非湍流纪教授继续道：这样
……】【ₜ=lim(n;→∞)n;∑(i=1)
纪教授问道：“之后怎么办？”
s方程解-杨教授道：“之后就用了。”到n
卓越道：“对！”
s方程是最有效么，不是说n;-纪教授皱眉推导出湍流方程的方程吗？流的公式，这是为什;方程，但是道：“我这几天也在怎么也无法推导出湍”研究n-s
卓越笑道：“其实想要用n-s方程推的物导出湍流，要从最基础理公式开始！”
公式？”“什么
“牛顿第二定律！”
公式开始“什么？”纪教授失声道：“竟然是从这个？不会吧！”
的公式，竟然是解开湍学物理都会接触到就的公式，但牛顿第二定律是初流的钥匙。这么最基础，最简单是
越点头道：“我推导！”卓出来给您过之后就知道“是的看，您看了。”
导出给您看看就知道了。”我推“
小的运动“取一质量为m的极顿第二定律。牛为研究对象，对其运用”流体单元
【f=ma……】
两个以上这“最后我们可以获得张量形式。”
，有些迷糊。两位教授看着张纸的计算卓越写的满满三
这孩子的脑袋怎么，都不用笔这么短算出来，关键很多的时间计计算他是张口就来的，这么复杂的公的。式竟然另外计算在长
要计算一下。”纪教授和杨教授道：“等等，我
一个多小时后，两人教了一口气，心道：“终于计算完了。”授呼
”钟就计算好了。人花了这么久，卓越分，不服老不行啊，咱：“酸痛的肩膀和脖子，道纪教授揉了揉十几老了们两人一起计算竟然
呢！”笑道：“您还在壮年“纪不，您一点都老。”卓越您千万别这么说教授，
”纪教授大笑，知道卓越说的是奉承话，是喜欢。别人说他不喜欢，“哈哈，壮年但卓越说他就！
近十的将纪教授和杨教纸的计算。授看着他们还有卓越写张
的道：“这里面应用常特尔哈尔数，项与惯性项之比。”纪教授喃喃求得非定到了斯
……”“费劳德数求得惯性力和重力之比
杨教授心中也是如此一边说他一边惊叹，。
这么庞大的计算量卓出来的，这不是人的越是怎么想脑子啊！
能做到的。要的脑力不是普通人从这就可看出，他当时推导出n-s方程所需
商稍微差进入顶尖，连门都看不怪说数理是天难。才的世界，智学和物到点的在这两个领域想要
？”授问道：“底下呢杨教
摇头道：“底下应该是从卓越雷诺数和转捩入手，但我不知道怎么写。”
的公式，百解的湍流的神年来无数科学了。”家都无法破出湍流能求秘面纱就被揭开“只要解开这个，就振奋的道：他突然
哎……”杨教声。“授两人心中长叹一
他们。却挡住了这是最重要的一步啊，但就是这临门一脚，
被猫抓一样，但是他们的心中就好似没办法，前方前进不了了。
教授这寻找他们在当天就告辞离开算了，卓越就无法从纪到答案了，所以既然之后无法计。
(本章完)