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何为研究湍流

已有 10445 次阅读 2014-5-20 18:47 |个人分类:学术探讨|系统分类:科普集锦

  湍流的两个基本物理问题和一个基本数学问题。(世界上很少有科学家愿意从事如此高危险高难度的研究工作,因为现在看来很少有人愿意倾其一生而一无所获......)。

   湍流的两个基本物理问题:

  第一,层流向湍流的转变物理过程及其相应的物理机制(既转捩本质是什么?),这是所有湍流科学家都感兴趣而至今无法完美回答的问题。这个问题上世纪俄国诺贝尔物理学奖获得者郎道采用分叉理论探究了其物理过程与物理机制(当然也有其它科学家从其它方面进行探讨),但与实验观测大相径庭。

   第二,湍流充分发在展之后,涡旋的空间分布与时间演变特征及其物理机制。 这个问题的最伟大理论成果是俄国数学家Kolmogorov的局部各项同性理论,关于湍流的时间歇性问题至今仍然不清楚其背后的物理机制,虽然Frisch的跨国组合提出了复数理论。

       湍流的一个基本 数学问题(可能这样说有些问题):

      现在看来无论湍流多么复杂,三维瞬时N-S方程都可以描述,但是三维不可压缩N-S方程的存在性与光滑性问题(相应条件见数学千禧七难题-证明或反证以下的叙述:在三维的空间及时间下,给定一起始的速度场,存在一矢量的速度场及标量的压强场,为纳维-斯托克斯方程的解,其中速度场及压强场需满足光滑及全局定义的特性。科学家Mukhtarbay-Otelbaev宣称证明了这个问题,但仍然需要其它科学家对他的论述进行相应分析与研究(据我个人所知现在已经有两个反例)至今仍未解决。当然三维可压缩N-S方程的存在性与光滑性问题也没有解决,但不用考虑二维不可压缩N-S方程的存在性与光滑性的问题了,因为在1960年已经被证明。

    据个人所知研究湍流(这里不是指某种湍流)应该是研究湍流的两个基本物理问题或者一个基本数学问题,当然两者都研究更好一些。

(希望相应的专家提供宝贵意见,使得我修改后更加完善)




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