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461章 纳维-斯托克斯方程的一点看法

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    用一句话概括纳维-斯托克斯方程,即这个方程用来解释流体运动。

    从飞机、船舶的运动,到血液在静脉和动脉中的流动方式,流体运动无处不在。

    纳维和斯托克斯两位科学家去世后,人们对N-S方程继续研究,并取得了重要进展。

    目前只剩下一个问题,也是最根本的问题:没有人可以找到一个求解N-S方程的公式。

    确切的说,没有人可以在原则上证明N-S方程是否有解。

    科学家的固执在于探求真相,人类用一个未知是否有解的方程,一两百年以来发展出诸多理论,制造出各种工具,并应用到各种工程场景。

    科学家们的心里总觉得有点慌,特别是沈奇和威腾这种考虑问题比较深远的科学家。

    中心的一间会议室。

    周雨安高谈阔论:“流体运动满足质量守恒、线动量守恒、角动量守恒,结果是必须引入6个附加的运动表征量,它们是三个独立分量的雷诺应力、两个动态粘性和一个独立分量的动态压力。”

    “但是,我觉得这里面就有问题了,满足这三个守恒律满的同时,却否定了N-S方程,而且有何种雷诺应力选择就有何种动态粘性和动态压力,这意味着有6个自由量可以选择!从而导致速度场是这6个自由度的函数。”周雨安有他的想法,他陈述了他的想法。

    萧俊龙接着说到:“老周,这个问题是流体力学的致命内伤,N-S方程的原始推导只需要线动量守恒和角动量守恒,而把质量守恒加上去的根本原因是无法表征角动量守恒。你和我读博时肯定都了解过N-S方程的两个力学观点,第一,质量守恒+线动量守恒。第二,线动量守恒+角动量守恒。”

    “第一个观点引出物质速度和欧拉速度的概念,从而维持3个方程求3个速度场分量的基本格局,这是目前流行的流体力学理论。然而,我很遗憾的发现,基于第一个主流理论体系,N-S方程是无解的。”周雨安摇摇头,表情无解。

    “你说的太对了,老周,英雄所见略同!”思想火花的碰撞产生稳中有进的友谊,萧俊龙也很无解:“第二个观点也有问题,它引入涡度矢量,但还是维持3个方程求3个速度场分量,所以这很矛盾啊,这个时候速度对空间坐标的求导不具有可交换性!虽然有人引入了李代数形式,但是工程价值不大,因为理论基础概念混乱。”

    “所以,N-S方程是无解的?”周雨安和萧俊龙一合计,推导出这么一个结论。

    一直聆听的沈奇、威腾笑笑不说话。

    为了能让威腾听明白,周雨安和萧俊龙刚才的对话是全英语。

    通过激烈而严密的推论、交流、切磋,周、萧两位副组长均认为N-S方程无解。

    实际上这也是学术界的现状。

    工程人员总是能够针对具体问题引入方程附加条件,从而使N-S方程有解。

    然而,所得结果对他们的特定问题是正确的,却不具备普遍意义。

    这也是为什么绝大多数学者认为N-S方程不存在通解。

    通解就是具有普适性规律的金钥匙,找到这把金钥匙,或给出具备信服力的证据,彻底证明这把金钥匙压根不存在,都是有科学价值的操作。

    周雨安、萧俊龙对视一眼,摇摇头笑了。

    还是太幼... -->>
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