【讨论】当代流体力学路在何方？

loessking

不是什么高手哦，自我检视甚至算不上民科，些许物理知识，既非基于父母资助，也不是曾经和现在的饭碗，仅出于对自然现象的好奇（且当自留地吧）。既然本帖楼主已设定讨论“可自由发言”，不妨就此问题晒晒个人观点（view point）——作此声明意在减小其可能产生的误导，尤其对那些靠父母资助正在念书的孩子。
  ● 路不在脚下。经典流体力学是建立在“均匀和连续”这样的假设基础之上的，例如 Ludwig Prandtl 直接称之为‘continuity’并解释说：“We consider a single stream-tube and have merely to express the fact that the mass of fluid flowing across each cross-section in unit time is the same....”〈Essentials of fluid dynamics 1st, p35〉； Wikipedia 词条说那是  ‘continuum hypothesis ’；也有称作‘ continuity principle’等等；我在去年8月底的一个回帖（http://www.cfluid.com/bbs/viewthread.php?tid=45305&extra=page%3D3&page=2）曾简要指出：这样的假设不大可靠。所以用这个包含“先天不足”的理论加上飞速发展的计算机技术，能把我们常见的流动现象模拟地“十有七八”，应当说已然“成就辉煌、硕果累累”了。当然那些编写计算机程序的主，也并不完全按照流体力学理论来，他们会根据经验数据修改程序使其结果“更像”实际，譬如学过CFD 的人都知道有个叫“y+”的方法就是用来处理边界层的；但另一方面，就有如楼主所说“剩下若干难题一直没有实质进展”。在我看来：这些“难题”本不应在现有流体力学理论基础上得到解决，那就像一座落于沼泽地上的建筑，不会太高而且稳定。
   ● 路在脚下？如果上列判断为真，那么解决办法不外重建“地基”或者干脆异地重建“整栋建筑”（便于区分，这里不妨把后者看作量子力学接棒流体力学）。以我这点科技知识和直觉，相信对现有基础进行适当改造才是可行之道：即流体“难题”在经典物理学（相对论之前）框架内任然有解，只不过那些问题究竟会有什么样的 solution 当前未知罢了；至于量子力学，因其年轻还在成长期（我自己只看过一点纲要性介绍，加上不大相信某些创立者抛出的“反物质”、“磁单极子”、“电子自旋”等概念，而且我看那个提出“磁单极子”者，有如一小学生知道6可被2整除后断定5也可以一样，是个糊涂虫），所以这里暂且不指望此“菩萨”会保佑你过河。——此外还有个算不上直接的证据：Werner Heisenberg 算得上在量子力学有建树了吧，但他还不是打算死后问上帝紊流是怎么回事；再有就是记得 Albert Einstein 说过：“The Quantum Mechanics is very imposing. But an inner voice tells me that it is still not the final truth. The theory yields much, but it hardly brings us nearer to the secret of the Old One. In any case, I am convinced that He does not play dice.”这里若把最后一句改成：randomness isn't random，则令我们想起司马迁那句：“天下熙熙，皆为利来；天下攘攘，皆为利往”。
   ● 其他问题。顺便表一下对其他几件事的见解：1）关于无粘流意义。无粘流即理想（论）流，乃出于在流体研究中应用牛顿第一定律及动量守恒定律的需要而设定的。尽管作这个设定的人都知道“无粘”只是个假定，但却换来堂而皇之应用现成理论的方便，而且某些情况下其近似结果还不错；与之相对的是有粘流，这个处理就麻烦多了——由于不同流体以及各流体在不同状态下其“粘性”诡异多变，导致许多工程师至今任然沿用从无粘开始加试验后形成经验公式的方法……；2）关于飞跃重洋的“鱼为什么侧身游动？”回帖。楼主4月20日一则回帖说：“… 鱼类上下摆动和左右摆动的动力学环境相当 ”，这个我不能赞成。那次我回帖时本想对他说：当你游泳或在大池洗澡时，可以并拢五指上下划水即可亲身体会到向下划动时阻力大些，但是左右划动不会有此差别（由于水体存在垂向压力梯度，下划运动方向是高压区；其实依伯努利原理也可推知）；无独有偶，此贴后面又一网友竟煞有介事地宣称：“...大白鲨就会立刻深潜到4000m 以下，一直游到日本周边再上浮”，我想说：如果把海平面高程定义为 0 m，那么他的大白鲨潜深水平低的离谱，因而在到达那个深度之前早就被巨大水压给杀害了；最后再给版主通流提点意见：你都已经幸苦把海水密度分布图找了出来，却为何不将压力（强）分布图一并贴出来呢？那样会比 P = ρ g h 直观且具对比性吧。
             ——本文挑刺较多，似不厚道，还望包涵！ Loessking

周华

最近几年除了生命科学非常热门外，物理学也出现很多新概念，比如暗物质、暗能量和早前的反物质等等，这些东西在广义上都是流体，但是其物理性质与我们传统意义上的流体有明显区别，所以将流体研究与这类新物质的研究相结合必然也是非常有前景的事。

通流

这个“暗”字让我望而生畏。

uesoft

难得各路英雄齐聚于此，虽不是准备上梁山聚义打家劫舍，却也难得对科学一片痴情，请到庄上一叙。----呵呵，开个玩笑。
我最近有个猜想，看各位英豪或者中国学派能否做一下工作：
1，由于牛顿力学与麦克斯韦电磁场方程不自洽，于是提出洛伦兹变换取代伽利略变换，爱因斯坦提出了相对论，我觉得这样探索是允许的，但是否正确值得讨论。
2，我觉得量子电动力学提出的重整论是有道理的，我最近也一直想计算电子和质子的质量，看了一些百度，发现几十年前科学家们就在搞电子质量的重新计算和精细结构常数计算。我最近也一直在思考这些东西，因为库伦定律的数学形式与万有引力定律形式是完全相同的，但常数不同。所以我猜测只存在质量引起的万有引力，电荷是不存在的，是库伦把表面质量当成了电荷，造成了库伦定律常数与万有引力常数不同。由于麦克斯韦方程基于库伦定律，必然导致与牛顿定律矛盾，这大概就是出现以上第1条问题的原因。
3，如果我在2的怀疑有道理，那么通过重新计算电子质子的质量，废除电荷的概念，有可能电磁力、强作用、弱作用都可以统一在万有引力定律之下。思路是把电荷的力转换成万有引力，重新计算各种质量，并重新计算所有著名科学实验。

flowinflow

原帖由 通流 于 2012-5-13 05:40 发表

                               
登录/注册后可看大图

与人体或者更广一些生物有关的领域，从传统一点鸟的飞行，鱼的游动，到目前的生物体内部的一些流动现象。现在做的比较多的有血液流动，气管中气流的流动，声带嘴的中的气流和发声等的研究。这些流动的特点是流固耦合 ...

话说这个号脉真的靠谱么？ 哪位看过中医的出来说说体验？

uesoft

通流老师提出的号脉可能是有道理的，号脉的本质是开发一套流体动力学信号分析系统，可以用fluent来做，也可以用matlab来做。这个号脉系统在自来水管网系统用得很普遍，比如我从新闻联播看到，昆明市自来水公司就专门养了好像16个这样的号脉技术工，每天深夜沿着自来水管网，拿一根钢筋和一个声频共振放大器，去听自来水管阀门，看哪里有泄漏。这个信号分析系统的嵌入式程序就是号脉工的大脑，钢筋、耳朵是声频传感器。有一个技术工的嵌入式程序特别先进，能很精确地听出某个阀门漏了，挖开一看，真的漏了。因为他这个嵌入式程序已经开发维护16年了，而且个人一直专心不断改进修改，所以该程序很完善。其实，只要国家给钱，许多人都能用matlab开发一个这样的程序，应该比这个技术工还先进，下载到某个手机里面，运行很方便。这样就可以把任何一个普通的巡查工变成先进技术工，这就是科技创新的力量。
人体号脉系统可能用Fluent和matlab来处理，因为系统噪声很多，需要matlab滤波，才能精确定位异常器官或流动状态。
另外建议通流老师不要太相信中医，因为每个中医也只研究一个方面，就像你只研究流体力学和发动机是一样的道理。把健康掌握在自己手里，其实很简单，就是经常走走，把身体锤锤打打(相当于用水击疏通血管)，把堵塞的垃圾清理掉，其他的习惯不讲了，估计你是喜欢吃肉的，不好，戒了，我不会害你的，呵呵...

onesupeng

从uesoft的若干发言来看，uesoft既没有做过任何研究，也没有扎实的流体力学基础。说得直白一点，是一个不合格的软件销售员或者不合格的机械管理员而已。整天fluent、matlab，你根本没有用过你老说干嘛呢，换个台词就那么费劲么？

周华

原帖由 通流 于 2012-5-14 22:19 发表

                               
登录/注册后可看大图

这个“暗”字让我望而生畏。

有点恐怖片的味道。

nabla

原帖由 uesoft 于 2012-5-15 10:31 发表

                               
登录/注册后可看大图

通流老师提出的号脉可能是有道理的，号脉的本质是开发一套流体动力学信号分析系统，可以用fluent来做，也可以用matlab来做。这个号脉系统在自来水管网系统用得很普遍，比如我从新闻联播看到，昆明市自来水公司就专门 ...

uesoft到像一个很懂的生活的医生。

nabla

原帖由 onesupeng 于 2012-5-15 11:11 发表

                               
登录/注册后可看大图

从uesoft的若干发言来看，uesoft既没有做过任何研究，也没有扎实的流体力学基础。说得直白一点，是一个不合格的软件销售员或者不合格的机械管理员而已。整天fluent、matlab，你根本没有用过你老说干嘛呢，换个台词就 ...

呵呵，科研人员说话都很实在。

通流

其实，中医就是经常的不靠谱，所以才需要给她注入一点科学的内容。但是中医是我国五千年的经验积累，有用的东西肯定是很多的。比如，关于人，特别是老年人的进补，西医中根本找不到进补的概念。最接近的可能就是抗衰老，或者是抗氧化，食物。

flowinflow

原帖由 onesupeng 于 2012-5-15 11:11 发表

                               
登录/注册后可看大图

从uesoft的若干发言来看，uesoft既没有做过任何研究，也没有扎实的流体力学基础。说得直白一点，是一个不合格的软件销售员或者不合格的机械管理员而已。整天fluent、matlab，你根本没有用过你老说干嘛呢，换个台词就 ...

刚开始我也是这个感觉，不过站远了看看其实uesoft好多意见还是挺有启发的，可能科班出身的cfd同学往往思路没这么发散。另外，说句公道话，uesoft 码这么多字，没有功劳也有苦劳啊 :p

通流

我还是那个建议。对待uesoft，要经常的把他晾在一边。他俄尔说点有用的东西。不过一打开他的话匣子，那就基本都不靠谱了。

onesupeng

原帖由 flowinflow 于 2012-5-15 14:50 发表

                               
登录/注册后可看大图

刚开始我也是这个感觉，不过站远了看看其实uesoft好多意见还是挺有启发的，可能科班出身的cfd同学往往思路没这么发散。另外，说句公道话，uesoft 码这么多字，没有功劳也有苦劳啊 :p

其实，不缺乏耍嘴皮子往外发散的人，缺乏实际操作的人。就比如他的台词，用fluent和matlab如何如何，那他或者他的追随者如何如何一个给大家看看就好了。这也是为什么我一直强调，做事情（包括一线科研和工程应用~强调是大工程，不要搞房后面挖口水井这种事）的人说的话有点靠谱，主帖里面强调了这一点。一件事情说和做完全不一样。我知道如何能够成就大项目、也知道如何能够突破理论局限等等，但有用么？比如生物应用的，一个大变形流固耦合程序就搞死很多科研精英。

通流

信号分析系统。也可以这么说吧。不过，人体可是比水管网络不知道要复杂多少个数量级了。所以，如果以为靠水管维修工就能搞定了，那么诺贝尔奖就授给他们的了。医生还上什么医学院啊，像田春苗那样的赤脚医生就全部搞定了。

不知有多少网友知道“田春苗”这个名字？