文**/**胡月

一般人看來,數學與爆炸力學是完全不沾邊的兩門科學,它們能扯上什么關系?

(資料圖片)

可是科學家也許就不同于一般人,他們一旦腦洞大開,就能打開新世界的大門。

比如,Navier-Stokes(N-S)方程是數學與爆炸力學中最經典的理論模型,該模型的求解和應用是目前數學與爆炸力學領域的熱點和極具挑戰的研究課題。

由于Navier-Stokes方程的千禧年問題和爆炸力學的緊密的關聯性,北京理工大學數學與統計學院牽頭主辦,機電學院協辦了一場“2023數學與爆炸力學學科交叉融合博士生學術論壇”,該論壇是北京理工大學數學與統計學院邊東芬主持的校級研究生教改項目,參與者為北京理工大學機電學院韓文虎和孫淵博、數學與統計學院趙澤華。

這場6月17日至18日在北京舉行的學術論壇,將數學和爆炸力學學科交叉融合,同時將相關領域的專家和博士生聯合起來,通過知識體系的交叉融合,打開思路,突破瓶頸,期望攻克該千禧年問題或者其相關問題,并將成果應用于爆炸力學領域。同時拓展博士生的視野,提升博士生的科研能力和創新水平,培養一批高素質全面發展的科研人才。

先來看看這場論壇都有哪些學術“大腕”參加吧。中科院院士、北京應用物理與計算數學研究所郭柏靈;杰出青年基金獲得者、中國科學院數學與系統科學研究院黃飛敏;杰出青年基金獲得者、北京大學數學科學學院章志飛……陣容夠強大吧?

這次學術論壇主要議題是圍繞數學與爆炸力學交叉領域的前沿基礎科學問題,重點針對美國克雷數學研究所提出的關于N-S方程的千禧年問題展開討論。來自中國科學院數學與系統科學研究院、北京大學、清華大學、重慶大學、首都師范大學等科研院所以及高等院校的著名數學物理方程、流體力學、爆炸力學等方面的專家和學者交流流體力學方程、非線性發展方程與無窮維動力系統等方面的應用及相關課題進交流和研討。

那么,這些專家學者在論壇上,針對數學和爆炸力學學科交叉融合問題給出了哪些“答案”呢?從他們的報告題目中就可看出一二。

郭柏靈院士在《某些非線性發展方程的自相似爆破解》報告中談到,某些非線性發展方程的自相似爆破解,其中包括二維Zakharov方程、三維Navier-Stokes方程和Euler方程,以及具有超臨界能量非聚焦的非線性Schrodinger方程。

燃燒化學反應機理往往包含上百個組分和上千個基元反應,如何提取其中關鍵反應路徑并構建簡化模型是燃燒化學研究的重點與難點。清華大學燃燒能源中心、能源與動力工程系梁文愷在《基于詳細化學反應機理的爆炸理論分析》報告中介紹了基于詳細化學反應機理構建燃燒宏觀現象(例如點火、爆炸等)模型的理論分析方法。氫氣作為一種易燃易爆氣體,其存儲和運輸的安全性受到廣泛關注。他結合最近燃燒理論的發展,介紹氫氣以及氫氣添加燃料的爆炸性預測相關研究。同時,還介紹了對于鋰電池泄漏氣體爆炸相關研究進展。

近年來,人工智能為燃燒、爆炸發展提供了新的研究范式,氫氧混合物爆炸極限在壓力-溫度空間下呈現出“Z”型的非單調特征,這也許是最能說明鏈式機理在爆炸中重要作用的現象之一。

北京理工大學博士生李健行在報告中提出一種基于機器學習預測的新方法。具體算法包括邏輯回歸,決策樹,隨機森林,前饋神經網絡和支持向量機。他們經過研究發現,在訓練數據充足、超參數最優的情況下,五種方法的預測精度均在88%以上。實現了對爆炸極限的快速、準確預測。該方法進一步可以推廣應用于更復雜碳氫燃料爆炸特性的預測。此外,他們基于高精度計算分析了氫氧混合物在二維爆轟傳播過程中非均勻濃度梯度的影響。發現隨著非均勻性和濃度梯度擾動的增加,爆轟由一開始的相對穩定和多頭爆轟模式轉變為不穩定,單頭爆轟,直至最后微爆轟的出現。

報告很多,就不一一例舉了。

怎么樣?論壇夠精彩吧?學術報告夠勁爆吧?你是不是也腦洞大開了呢?

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