Spring-ICE 結冰算法述評-(5)對流換熱係數計算

2021-02-18 320科技工作室

最近看書不少,寫字很多。

 

心血來潮的看了一些古文,看了一些近現代文章。小時候其實學了不少好文章,只是當時難見它們的好處所在。但用現在的眼光再看,可謂別有風味。

 

比如蘇軾的文章,他評論賈誼和張良的兩篇策論,放在現在看就是標準的議論文模板。開篇點題,再正論反論的小論點輔之以舉例舉史,最後定調收官。思路非常清晰,加上作者超一流的文字水平,「方今天下,捨我其誰哉」,讀起來非常暢快。

 

順著《賈誼論》,又找來賈誼的《治安策》,這次看的是譯文。只看這個題目,就不是一般人敢寫的。治安策,治國安天下之策也。想想我寫個技術報告都顫顫巍巍。帶著好奇心就看看這個治國安天下的報告是怎麼個寫法。看完以後不禁感嘆,這分明是一份調研分析報告啊。

 

文章細數了當時大漢的內外危機,特別是如何處理諸侯國尾大不掉的問題,這個時候還沒到漢武帝時期,賈誼就分析大漢開國以來歷次諸侯國叛亂的共性,得出一個結論,啥結論呢?越小的封國越不會造反。順著這個思路,怎麼處理諸侯國問題的答案就很明顯了,不是一把擼掉各國,而是增加封國,越多越好,封地越小越好。這個思想不就是後來的「推恩令」嘛。作者的總結洞察能力真是太厲害了

 

想想後世的偉人寫的很多調研報告,核心都是調研,分析,總結共性和異性,得出結論。這種天才般的洞察力和研究方法,很值得學習。

 

《治安策》的精彩之處遠不止此,要知道這個文章是寫給皇帝的,裡面有些和「陛下」交心的話,寫的很有意思。大家無聊時候可以讀讀,順便想想大家給領導發郵件都是怎麼寫的,對比下。

 

字也寫了很多,近兩個月,各類報告、稿件寫了將近7萬字,要是算上代碼,則不知何幾了。俺明明是一個工程師啊。

 

言歸正傳了。

 

1 對流換熱係數是個啥

 

我們都知道,換熱有三種方式:熱對流、熱傳導和熱輻射。對流換熱係數,顧名思義就是表徵熱對流方式中,流體和固體間傳熱能力的一個值。說是係數,它可不是無量綱的。

 

對流換熱係數在結冰裡能幹啥呢?看一看結冰能量方程就會發現,對流換熱係數在摩擦、蒸發、升華等各個項裡都起作用。一言以蔽之,對流換熱係數在結冰裡是用來求解能量方程的。

 

2 對流換熱係數怎麼算?

 

我們前面還提到,要調研分析,總結共性和異性。這裡我們就來做一做。

 

總的來說,對流換熱係數的計算可以分成兩類辦法,一類是簡單明了,帶有經驗性質的。另一類是複雜玄幻,同樣帶有經驗性質的。

簡單的

複雜的

仔細研究就能發現,這個簡單的辦法,沒有複雜的公式嵌套和微積分運算。這個複雜的就是公式套公式,積分又積分

 

我們多數人都有這樣的幻覺,仿佛越複雜精密的理論出來的結果就會越準。我自己在做這個部分的時候,開始也是如此想。

 

但是一旦去使用那個複雜方法就會發現問題很多,很多地方不明確,出來的結果很怪異。看似精密,其實我研究過的文獻都沒把這個事情講清楚,甚至連一些關鍵參數,大家用的還有差別。

 

後來我決定,拿LEWICE的換熱係數結果和這兩個方法比比,看看究竟如何。

 

結論是:兩個都不準!!要非說誰好一點,還是那個簡單方法更好一點。

 

我擔心我自己寫的程序不對,導致結果不好,於是我找到一篇文獻(複雜方法的),跟他的換熱係數對比了一下,他的曲線跟LEWICE差的也很遠。

 

如果我們認為NASA LEWICE軟體的結果是準的,現在我們掌握的兩個辦法算的換熱係數都不準,怎麼讓冰型準呢?

 

還記得我們前幾期談面元法的時候說過,前面不太精密的地方,最後讓結冰模型方程來兜底。這裡也是如此。

 

最後,俺在Spring-ICE裡面,就用的簡單的理論計算換熱係數。

 

3 一點思考

 

我們剛做研究的時候,都會迷信書本和文獻。這個在初學期,是沒錯的,但是隨著研究的深入,你其實在這個問題上,已經和作者處於同一個水平上了。對於疑難之處,就不能聽之任之,死抱著所謂文獻裡的精密理論。這麼說吧,很多作者做一套,寫是另一套。精密理論寫在文章是好看又唬人的。於是乎,大家都跟風,仿佛自己不寫這個理論就很落後,拿不出手,久而久之,好看唬人的理論竟然成了真理!!

 

這個時候,是不是要靜下來,搞搞土方法,搞搞馬克思主義中國化,山溝溝裡也能出馬列主義嘛。

 

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