学霸的军工科研系统 第1509章 国产航母的动力

五小时后，旅顺基地，数据计算中心。

当第一组气流场可视化图像出现在屏幕上时，常浩南立即站起身，大步来到幕布前，时而目光在彩色流线图上快速移动，时而用手指在特定区域画圈。

其余众人不敢打扰，直到常浩南重新回到座位上，史文强才战战兢兢地走到讲台后面。

他在火炬实验室的时候也参加过有常浩南出席的组会，但那时候毕竟只是单纯的师生关系，哪怕出了错也无非是一两句批评就过去了。

然而眼前这个场合……

史文强当然知道，这是郭春雨专门给他表现的环节。

可是……

天地良心，他只是个刚入职两年不到的萌新而已，仅仅三天之前，他都很少见到自己的直属上级郭春雨主任。

而现在，却要面对常浩南做报告了。

弱小，可怜，又无助.jpg

终于，在做足了一番心理建设之后，小史同志用尽勇气开口道：

“大型船舶实际航行时气流场情况较为复杂，因此我们选择了几种典型工况进行测量，并准备将测量结果与CFD计算和风洞模拟得到的‘雄鸡尾流’流场模型进行对比……”

“……”

显然，小伙子的准备相当充分。

只不过，有些过于充分了。

眼下这个争分夺秒的情况，只能关注重点。

因此，在听过第一段介绍之后，常浩南直接用激光笔在幕布上圈出了两组数据：

“这里，还有这里，涡量分布不对称。”

空气瞬间安静下来。

“注意你们的工况1、工况3和工况4。”常浩南干脆对着面前的笔记本继续说了下去，“当舰艇以32节航速直航且无横摇时，曲线变化较为圆滑，从船艏甲板前端开始涡量迅速上升，至船舯部略偏后处气流场涡量值达到顶峰，而后迅速回落。”

直到此时，史文强终于反应过来，赶紧把幕布上对应的结果调整到了对应的工况1。

但常浩南却已经进入了下一个部分：

“当舰艇以32节航速直航，但出现3°左倾角时，气流场涡量从甲板前端开始迅速上升，约100 m后达到极值，然后回落，在后1/3甲板段气流场涡量迅速上升，在靠近船艉处达到最大值，然后迅速回落，尾流涡量变化较平缓；当出现3°右倾角时，涡量变化趋势与左倾类似，但涡量值却远远小于左倾情况……”

史文强努力跟上对方的节奏，然后发现果然如此。

而这些，甚至都是他尚未汇报到的部分——

实际上，不仅是尚未汇报。

这些结果都是在过去这五个小时里面刚刚计算出来的，甚至连郭春雨都未必能了解到如此细节。

“跟计算模型的对比结果呢？”

常浩南的问题简短而有力。

“在舰艇直航无横摇，以及左倾3°的情况下，模拟与实测都基本吻合，误差在4%以内，但右倾3°时……”面对这种场面，史文强反而变得冷静下来，操作电脑调出另一组图像，“实测涡量值比模型预测低了17%。我们反复检查了测量设备和方法，排除了技术误差的可能。”

面对这个结果，一众人面面相觑。

几分钟后，之前始终没出过声的舰载机训练基地作战中心的毕奉春才开口表态：“对于有经验的飞行员来说，17%的流场偏差还不至于引起降落失败，不过无疑会增加降落时的操作压力。”

这个结果，大家其实都不意外。

不然的话，之前那么多没做过舰面流场测量的航母就全都别用了。

当然，偏差这东西，肯定还是越少越好。

为了适应喷气式飞机在航母上的起降，美国人摔了有几百上千架舰载机。

但并不意味着华夏也要完全重复这个过程。

稍作停顿之后，毕奉春又继续道：

“另外，如果未来想要在航母上部署无人机，那么这样的误差就恐怕是难以接受的了……”

常浩南抬手往下压了压，示意众人稍安勿躁：

“继续处理下一阶段数据，在不同风向角对应的数据中，应该也会出现类似的情况。”

……

又是几个小时过去。

当夜，旅顺基地的计算中心灯火通明。

二十台高性能服务器全速运转，冷却系统的嗡鸣声充斥着整个房间。

常浩南站在主控台前，双眼紧盯着屏幕上不断更新的数据流。

“常院士，第三组对比数据出来了。”郭春雨的声音从身后传来，“和您预测的一样，0°受风和左舷15°受风两种情况下，甲板表面流场分布与计算模型基本相符，但右舷15°受风时，又出现了17.3%的偏差。”

常浩南点点头，继续沉默着看向面前的屏幕。

一时间，偌大的计算中心陷入沉寂。

没有人开口询问原因——

对于一艘左右不对称的大型舰艇而言，出现这种情况的理由只可能有一个。

舰岛干扰。

哪怕是个外行都能猜到。

关键在于，要如何解决这个问题。

常浩南手指在键盘上飞舞，调出一组复杂的方程：“舰岛产生的低马赫数乱流场存在明显的尺度效应，传统的RANS模型无法准确捕捉这种大尺度低速分离流，而风洞也不可能用一个1:1的300米长航母模型来吹，所以模型计算结果会和实际数据产生一定的……无规律偏差。”

郭春雨推了推眼镜，也知道了自己的疏漏到底在何处。

空气动力研究院本身是个研究航空的单位，而飞行器的速度更快，尺度又相对较小，所以这种偏差基本可以被忽略。

但放到船上就不太行了。

此时，常浩南总结道：

“归根结底，产生这种情况的原因是辽省号的舰岛体积太大，位置又相对靠前，恰好导致舰岛尾流场最强的地方对应飞机的着舰区域。”

周围人的脸色凝重起来。

显然，这是个不可能解决，至少不可能在辽省号上面解决的问题。

1143.6的壳子是现成的，别说现在已经快要服役，就算改造最开始就知道这些细节，也不可能把舰岛给拆了——

实际上，实船气流场测量之所以在任何国家都属于非必要的补充科目，就是因为这个过程完全是马后炮。

你需要先把航母造出来，然后才能测量实船气流场。

但这时候就算测量出来有缺陷，也不可能再把航母拆了重造。

只能等下一艘再改。

而大部分国家本来就只有1-2艘航母，完全犯不上折腾这一遭。

“有个提醒总比没有要好。”毕奉春宽慰道，“我会提醒飞行员们，格外注意右倾角和右侧风……”

这个时候，常浩南突然用力敲了一下键盘上的回车键。

清脆的声音在寂静的计算中心里显得格外突兀，瞬间吸引了所有人的注意力。

“我可以给出一个专门对低马赫数和大尺度流场进行修正的大涡模拟湍流模型。”

常浩南调转屏幕，把上面密密麻麻的计算结果展示在众人眼前：

“虽然辽省号的原始设计无法修改，但可以把这个模型和助降系统联动，虽然还是无法应对现实中可能发生的无数种情况，但至少能让飞行员对可能出现的乱流有所准备。”

郭春雨擦了擦头上的汗：“可是是常院士，如果改用LES大涡模拟，计算量会呈指数级增长……”

“所以我们只对舰岛附近区域采用LES，其他部分仍用RANS。”常浩南快速画出一个示意图，“这里，这里，还有这里，设置过渡区。郭主任，我需要你们重新划分计算网格，特别是舰岛后方50米范围内的区域……”

“……”

郭春雨立即组织团队开始工作，计算中心的气氛变得紧张而有序，工程师们分成三班倒，确保计算不间断进行。

常浩南却始终没有离开主控台，他的思维仿佛与计算机融为一体，不断调整参数，优化算法。

凌晨三点，杜霖悄悄走进计算中心。

他本想询问进展，但看到常浩南已经靠在椅子上休息之后，选择绕开主控台，来到正在处理参数的郭春雨旁边。

“怎么样……能做到吗？”杜霖有些不确定地问。

“理论上可行。”郭春雨低声回答道，他手里拿着一份刚打印出来的计算结果，“常院士的混合LES-RANS模型已经将平均误差降到了12%……”

“不，还不够。”这个时候，常浩南却突然从后面冒了出来，“我们需要考虑另一个因素——舰体运动与气流的耦合效应。”

他快步走向白板，抓起一支马克笔：“舰岛尾流场不仅受风速影响，还与舰体横摇、纵摇运动相关。这是一个六自由度的耦合问题……”

随着常浩南的笔在白板上画出一连串复杂的方程，房间里的工程师们逐渐围拢过来，有人开始小声讨论，有人则快速记录着关键点。

“所以我们需要在模型中增加舰体运动模块？”史文强问道。

常浩南点头：“而且要实时更新，结合航母上的姿态传感器……我是用的航空名词，但应该有类似的东西。”

“当然，姿态参考系统精度达到0.1度。”

“完美。”常浩南转向郭春雨，“重新设置边界条件，将舰体运动参数作为时变输入，准备新一轮计算。”

……

当清晨的阳光透过计算中心的窗户照射进来时，屏幕上终于生成了新一轮的结果。

“误差降到多少了？”杜霖的声音传来。

他显然也是一夜未眠，军装依然笔挺，但脸上的疲惫无法掩饰。

“8.3%。”常浩南揉了揉太阳穴，“这是目前能达到的最佳结果，对于有人机肯定是没问题了，无人机么……”

他想了想：“悬。”

“要想进一步降低误差，只能从硬件入手——缩小舰岛体积，同时改变位置。”

这句话，显然若有所指。

杜霖也立即反应过来。

他坐到常浩南旁边，说道：“国产航母已经确定使用综合电力系统，不再对轮机舱的位置有硬性要求。”

常浩南闭目养神，但嘴上却接着补充：“但要想实现类似于核动力航母那样的舰岛效果，还需要搭配体积更小、尾气排放量更少的重型燃气轮机才能实现。”

“关于这一点，我无法拍板。”杜霖摇了摇头，“但我会将情况向上级进行汇报，作为决策过程中的重要参考。”