被動(dòng)技能的超神發(fā)揮
栗亞波的猜測(cè),算是一個(gè)分子動(dòng)力學(xué),乃至于整個(gè)微觀物理領(lǐng)域比較常見(jiàn)的現(xiàn)象。
由于無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的存在,單個(gè)分子在極短時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)特性是無(wú)法精確預(yù)測(cè)的。
但當(dāng)大量分子組成宏觀物質(zhì)之后,就有了相對(duì)穩(wěn)定的表觀物理特征。
就比如剛才常浩南提到過(guò)的分子模擬。
如果只針對(duì)一個(gè)或者十個(gè)分子,研究它或者它們?cè)谙乱粋€(gè)晶格弛豫時(shí)間內(nèi)的動(dòng)作,那就算整個(gè)過(guò)程完全正確,結(jié)果也大概率跟實(shí)驗(yàn)結(jié)果風(fēng)馬牛不相及。
但如果把研究對(duì)象的規(guī)模和研究時(shí)間的數(shù)量級(jí)都提高一些,那即便在定量層面上還是非常離譜,往往還是能在定性層面上起到指導(dǎo)作用的。
不過(guò),具體到剛剛二人探討的這個(gè)現(xiàn)象上面,這種解釋似乎有點(diǎn)牽強(qiáng)。
因?yàn)?0s,對(duì)于分子運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō),已經(jīng)是一個(gè)相當(dāng)漫長(zhǎng)的“宏觀時(shí)間”了,加上研究對(duì)象也是表面附近的多層分子,應(yīng)該足夠把布朗運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的誤差給抵消掉。
想到這里,常浩南重新放下了已經(jīng)拎起來(lái)的公文包,回到栗亞波身后:
“我來(lái)看一下模擬結(jié)果。”
這年頭的普通pc運(yùn)行速度有限,要想打開(kāi)torch
ultiphysics或者aterials
studio這類(lèi)復(fù)雜程度比較高、甚至還帶有圖形界面的數(shù)值計(jì)算軟件且得等一段時(shí)間。
好在栗亞波雖然進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間不長(zhǎng),但習(xí)慣很好,有每次工作結(jié)束之后整理數(shù)據(jù)的習(xí)慣。
所以很快,一份excel數(shù)據(jù)表就呈現(xiàn)在了常浩南眼前。
甚至在關(guān)鍵位置還有模擬結(jié)果的截圖。
“感覺(jué)……10s的結(jié)果也不是完全沒(méi)規(guī)律啊……”
常浩南看著眼前密密麻麻的表格,覺(jué)得好像并沒(méi)有自己想的那么夸張,于是問(wèn)道:
“你有沒(méi)有試過(guò)更短的照射時(shí)間,比如1s的情況?”
“嗯……在軟件上面試過(guò)?!?
栗亞波說(shuō)著點(diǎn)進(jìn)了excel文件的另一個(gè)工作表中:
“不過(guò)沒(méi)辦法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)照,所以不能算是有效數(shù)據(jù)?!?
“我們這臺(tái)設(shè)備是連續(xù)激光源,不支持單次小于10s的輻照時(shí)間,說(shuō)明書(shū)上說(shuō)如果設(shè)定值小于5,那時(shí)間誤差會(huì)變大,而且會(huì)對(duì)激光器造成不必要的高負(fù)荷。”
“另外,根據(jù)我之前搜集到的文獻(xiàn)來(lái)看,2s或者更低的激光照射就沒(méi)辦法對(duì)cfrp板產(chǎn)生足夠的導(dǎo)熱效果了,根本實(shí)現(xiàn)不了有效加工?!?
常浩南沒(méi)有馬上回答,而是又依序點(diǎn)進(jìn)了另外幾個(gè)工作表。
發(fā)現(xiàn)果然在1000s或者更長(zhǎng)時(shí)間的模擬中,結(jié)果已經(jīng)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合的相當(dāng)不錯(cuò)。
當(dāng)然,是物理學(xué)意義上的“不錯(cuò)”。
在分子物理中,r2值能到08就已經(jīng)可以燒高香了,至于9開(kāi)頭,甚至是幾個(gè)9的那種結(jié)果,屬于做夢(mèng)都不敢想的內(nèi)容。
總之,至少在熱加工方面,數(shù)值計(jì)算的精度已經(jīng)比常浩南此前估計(jì)的好很多了。
那10s和100s的誤差突然變大,或許可以解釋為……
當(dāng)高能射線照射到材料表面時(shí),除了熱效應(yīng)之外,還有另外一種機(jī)理在同時(shí)對(duì)材料產(chǎn)生去除效果。
如果照射時(shí)間比較長(zhǎng),足夠碳纖維將熱量傳導(dǎo)到內(nèi)部,那么呈現(xiàn)在宏觀層面上的效果就是以熱效應(yīng)為主。
所以數(shù)值計(jì)算的結(jié)果擬合良好。
而當(dāng)照射時(shí)間很短的時(shí)候,熱效應(yīng)還來(lái)不及體現(xiàn),或者來(lái)不及充分體現(xiàn)出來(lái),這樣此消彼長(zhǎng)之下,另外一種機(jī)理的效果就體現(xiàn)了出來(lái)。
導(dǎo)致根據(jù)單純熱效應(yīng)進(jìn)行擬合的數(shù)值計(jì)算結(jié)果開(kāi)始出現(xiàn)偏差。
而時(shí)間越短,熱效應(yīng)的成分越少,擬合結(jié)果也就越差。
合理。
非常合理。
這也是數(shù)值計(jì)算方法最主要的一個(gè)弱點(diǎn)。
對(duì)于原理是黑盒,或者雖然不是黑盒,但存在多種機(jī)理相互影響,又沒(méi)有一種作為主導(dǎo)的過(guò)程毫無(wú)辦法。
那么,接下來(lái)的工作就是要找到這種跟熱效應(yīng)同時(shí)存在的機(jī)理。
而考慮到其在10s量級(jí)的極短時(shí)間內(nèi)就能呈現(xiàn)出效果,常浩南大膽推測(cè),它很可能是一種真正意義上的瞬發(fā)作用。
也就是在每次高能射線照射在材料表面的一瞬間產(chǎn)生一次作用,而跟后續(xù)的照射時(shí)間無(wú)關(guān)……
“那這得搞臺(tái)新設(shè)備才行啊……”
常浩南把目光投向不遠(yuǎn)處之外的那臺(tái)連續(xù)激光加工設(shè)備。
已知電子對(duì)晶格的弛豫時(shí)間大概是皮秒(10-12秒)量級(jí)。
那么要在熱效應(yīng)體現(xiàn)出明顯效果之前,單獨(dú)觀測(cè)-->>那種新的機(jī)理,最差也需要一種周期在納秒以下的脈沖激光器……
(請(qǐng))
被動(dòng)技能的超神發(fā)揮
而考慮到實(shí)驗(yàn)速度的話(huà),最好是皮秒甚至是飛秒——
之前栗亞波也已經(jīng)說(shuō)過(guò),根據(jù)過(guò)往研究,2s以下的連續(xù)激光加工效果很差。
那就是說(shuō)這種新機(jī)理的單次作用效果很差。
需要次數(shù)來(lái)堆。
而在相同時(shí)間內(nèi),皮秒激光的輻照次數(shù)將是2s激光的5億倍……
……
大概過(guò)了十幾分鐘。常浩南總算是從自己的思緒中走出來(lái)。
然后就聽(tīng)到旁邊一個(gè)略顯驚慌的聲音: