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第284章 小规模验算成功(1 / 1)

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“是的,所以下一步我建议做‘分层验证’。”

温卿提出完整计划。

“第一步,用更多基准问题验证算法基础性能。

第二步,用简化的一维内爆模型验证算法在极端条件下的稳定性。

第三步,用现有的二维轴对称内爆模型做对比计算。

如果前三步都通过,再考虑应用到完整的三维仿真。”

这个渐进式的验证计划,显得既科学又稳妥。

会议最终决定:

批准温卿进行前两步验证,经费和计算资源由小组支持。

如果结果理想,再推进到第三步。

接下来的一个月,温卿全心投入到算法验证中。

基准问题验证很顺利。

新算法在二十多个经典测试案例中,全部表现优于现有算法。

特别是在捕捉弱冲击波和复杂波系相互作用方面,优势明显。

一维内爆模型验证更具挑战性。

温卿设计了一个简化模型:

球对称几何,理想炸药,简化状态方程。

虽然离真实情况很远,但包含了内爆的核心物理——向心汇聚的冲击波。

第一次运行就遇到了问题。

在冲击波汇聚到中心前的最后几个时间步,新算法出现了数值振荡,导致计算崩溃。

温卿仔细分析输出数据,发现问题出在过渡函数上。

在极端汇聚条件下,物理量的空间梯度变化极快,固定的过渡函数宽度不合适。

她改进了算法:

让过渡函数宽度根据局部梯度动态调整。

梯度变化快的地方,用窄过渡函数快速切换;

梯度变化慢的地方,用宽过渡函数平滑过渡。

改进后的算法通过了所有一维测试。

对比结果显示,新算法模拟的冲击波汇聚对称性,确实比现有算法更“真实”——

这里“真实”的意思是,当故意引入微小的不对称扰动时,新算法会忠实地放大这种不对称。

而现有算法会部分抹平它。

这正是温卿想要的效果。

核武器内爆的工程实现中,不可避免地存在微小的不对称:

炸药密度不均匀,起爆时序微小差异,材料微观结构波动……

这些“不完美”会在内爆过程中被放大,影响最终性能。

仿真的价值之一,就是评估这些不完美的影响。

如果仿真算法本身就有“抹平”效应,就会低估风险,导致设计过于乐观。

温卿把一维验证结果整理成第二份报告。

这次,赵研究员的态度明显不同了。

“很好。”

他看完报告后说。

“基础工作做得很扎实。我同意推进到第三步——二维轴对称模型验证。”

这是关键的突破。

二维轴对称模型已经相当接近真实的设计工具。

如果在这一级验证成功,新算法就有望应用到实际工程设计中。

算法改进的成功,意义不止于技术层面。

对温卿个人而言,这是她在“轩辕”基地的第一次实质性贡献。

不是靠超前的知识,而是靠扎实的数学和工程能力。

这让她获得了同事们的认可,也让她在这个极度保守的领域站稳了脚跟。

对项目而言,这意味着内爆仿真的精度可能提升一个台阶。

更精确的仿真,意味着更可靠的设计,更小的安全余量,最终可能是更小、更轻、更高效的核弹头。

但温卿知道,这只是开始。

算法的改进,只是让现有的物理模型能够更“真实”地呈现。

如果物理模型本身有缺陷,再好的算法也无济于事。

她的长期目标,是逐步引入那些更精确的物理模型:

考虑电子关联效应的状态方程,考虑材料强度的冲击波传播模型,考虑中子源空间分布的点火模型……

但饭要一口一口吃。

在核武器这个最敏感、最保守的领域,任何改变都必须谨慎,必须有充分的证据,必须获得广泛的认同。

算法改进是一个完美的切入点。

算法改进通过二维轴对称模型验证的那天,理论部主任李院士亲自来到了计算中心。

李院士是基地的元老之一,参与了第一代核武器的理论设计。

如今已年过七旬,头发全白,步履有些蹒跚,但眼神依然锐利如当年。

他很少来基层,这次亲自到访,让整个算法小组都紧张起来。

“温卿同志在吗?”

李院士的声音不高,但透着不容置疑的威严。

温卿正在调试代码,闻声立刻起身:

“李院士,我是温卿。”

老人走到她的工作台前,看了看屏幕上还在运行的二维仿真结果。

冲击波汇聚的等值线图清晰显示,新算法捕捉到的波系结构更加精细。

特别是冲击波交汇处的高压区,分布更符合物理直觉。

“这个改进,”

李院士指着屏幕。

“能让我们的设计余量减少多少?”

这个问题很直接,也很关键。

设计余量是为了补偿各种不确定性的安全空间,余量越大越安全,但代价是性能损失——

更重、更大、当量可能更低。

温卿调出对比数据:

“根据二维模型估算,在保证同等可靠性的前提下,新算法可以让设计余量减少5到8。”

李院士沉吟片刻。

“对一个百公斤级的弹头来说,就是5到8公斤的重量节省。

这5到8公斤,可以换成更强的结构,或者更多的突防装置。”

他转向温卿,目光深邃:

“你从哪里学的这些数值方法?报告中提到的自适应滤波思想,在计算流体力学领域也不算主流。”

温卿早有准备:

“李院士,我在之前的航天防护项目中,研究过高温气体流动的数值模拟。

那里也面临冲击波捕捉的问题。

彩色电视的信号处理算法给了我启发——

都是处理信号突变的问题,物理背景不同,但数学原理相通。”

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