第588章CMS年会九【NS报告会
第588章CMS年会九【NS报告会(第2/3页)
,而是物理的现实底线,阻止了数学公式在极端条件下的荒谬推演。」
「ns方程的爆破,也是同样的道理。」
……
说到这里,前排已经有物理学家轻轻点头。
「连续介质假设会在分子尺度失效」这个判断本身,对很多物理学家来说并不算全新。
真正难的是下一步:
你如何证明,ns方程里所有可能导致爆破的奇异路径,都必然在抵达数学奇点之前,先撞上这层物理失效边界?
换句话说,不能只停留在思想实验,而要把「物理截断」写成可检验丶可估计丶可闭环的数学命题。
这需要极为强大的数学能力,和对物理世界同样深刻的洞察力。
……
徐辰仿佛猜到了他们的想法。
他重新拿起白板笔,在第五块白板上写下一个无量纲量:
kn=λ/l
「这是克努森数。由丹麦物理学家马丁·克努森提出,它是气体动力学里最重要的一把尺子。」
「λ是分子平均自由程,l是流体运动的特徵尺度。」
「当kn远小于1时,连续介质近似成立,ns方程有效。」
「当kn接近1时,局部热平衡假设失效,ns方程必须退场,玻尔兹曼方程接管。」
「所以,我们要证明的不是『数学奇点不存在』。」
「刚才我已经证明,数学奇点存在。」
「我们真正要证明的是:在物理流体中,任何通向这个数学奇点的路径,都必须先穿过kn≈1的边界。」
「也就是说,爆破还没来得及发生,ns方程的舞台就已经塌了。」
……
徐辰开始写下刚才爆破证明中的尺度律。
l(t)~c?√(t?t)
‖?u(t)‖~c?/(t?t)
w(t)~c?/(t?t)
「这组关系来自前面那个主奇异剖面。它告诉我们,越接近爆破时间t,特徵尺度l(t)越小,涡量和速度梯度越大。」
「现在我们把物理边界放进去。」
他在旁边写下:
l(t_c)=λ
「t_c是连续介质失效时刻。」
「由于l(t)会趋向0,因此在t之前必然存在一个t_c,使得l(t_c)=λ。」
「更关键的是,对任意t∈(t_c,t),经典ns方程所要求的连续流体结构已经不存在。此时再谈ns方程的解是否趋向无穷大,就像在相对论区域里继续用牛顿公式计算超光速运动。」
「形式上可以算,物理上无意义。」
……
然后,徐辰写下第二组关系。
在l≈λ的边界层附近,将ns变量与玻尔兹曼分布函数f(t,x,v)进行匹配:
u(t,x)=∫vf(t,x,v)dv/∫f(t,x,v)dv
t(t,x
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