溫景嵩:一個(gè)新理論的誕生
發(fā)布時(shí)間:2020-06-06 來源: 散文精選 點(diǎn)擊:
《創(chuàng)新話舊》第2章(3)
2.3 懸浮粒子對(duì)流碰并統(tǒng)計(jì)理論的誕生
2.3.1懸浮體力學(xué)與云物理的結(jié)合
本章開頭講過,懸浮粒子對(duì)流碰并統(tǒng)計(jì)理論是我到劍橋后的第一個(gè)工作。但后來由于半道又插進(jìn)第二個(gè)沉降工作,所以這工作直到我回國(guó)以后才完成。出乎我的意料,當(dāng)我同意回到云物理,以向巴切勒的懸浮體力學(xué)靠攏時(shí),他就先向我請(qǐng)教起關(guān)于云物理的一些ABC問題來。巴切勒是在國(guó)際上享有盛譽(yù)的大權(quán)威,而我還是個(gè)不知名的小人物,真不知道他還具有這樣“不恥下問”的精神。我于是盡我所知向他介紹了云物理的ABC,并講述了云滴增長(zhǎng)的兩個(gè)基本過程。一個(gè)是凝結(jié)增長(zhǎng)過程,另一個(gè)是重力碰并增長(zhǎng)過程。前者主要作用在云滴比較小,大致小于半徑20微米,后者主要作用在比較大主要在大于半徑30微米范圍,兩者之中有一個(gè)著名的生長(zhǎng)溝,F(xiàn)有的理論很難跨越過去,從而無法解釋對(duì)流云的陣性降水問題。巴切勒對(duì)凝結(jié)過程沒有表現(xiàn)出興趣。他感興趣的是重力碰并增長(zhǎng)過程,而這是他從來沒有做過的。他當(dāng)時(shí)問我,云物理在重力碰并研究中有沒有考慮過布朗運(yùn)動(dòng)。我說沒有,我告訴他,云物理中是使用軌跡法研究重力碰并,當(dāng)然就不可能考慮布朗運(yùn)動(dòng)。他斷然說不行。這是他多年來從事懸浮體力學(xué)研究得出的第一反映。因?yàn)樵谒磥,云霧也是一個(gè)懸浮體,而對(duì)懸浮體力學(xué)的研究,已經(jīng)證明隨機(jī)的布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮粒子運(yùn)動(dòng)的基本特征。由此可知,在云物理中同樣也不應(yīng)使用在重力碰并中一貫采用的軌跡分析法,這是第一點(diǎn)。第二點(diǎn),按照流體力學(xué)和懸浮體力學(xué)的經(jīng)驗(yàn),即使在高皮克列特?cái)?shù)條件下,也可能存在一個(gè)邊界層。
在邊界層中,布朗運(yùn)動(dòng)有可能不可忽略,這會(huì)對(duì)重力碰并產(chǎn)生直接影響。為研究邊界層的影響,也必須使用粒子對(duì)的統(tǒng)計(jì)對(duì)分布方程方法。這是在巴切勒的懸浮體力學(xué)和我的云物理相結(jié)合后,他馬上產(chǎn)生的新想法。正是在這種相互切磋中產(chǎn)生了新的靈感火花?磥硭凇安粣u下問”的過程中,也沒有忘記一個(gè)理論工作者的基本職責(zé)──“西風(fēng)凋碧樹”。而且作為一個(gè)“凋碧樹”的大家,他能一下子“凋”到斯莫魯霍夫斯基軌跡法的核心問題,盡管他從來沒有做過碰并工作。后來的研究表明,當(dāng)時(shí)巴切勒的第二點(diǎn)想法不對(duì),因?yàn)樵谶吔鐚永,除了布朗擴(kuò)散項(xiàng)以外,還有范德瓦爾斯分子引力項(xiàng),這一項(xiàng)是產(chǎn)生碰并的主要物理因子。沒有它就不可能有碰并發(fā)生。但有了它,布朗擴(kuò)散項(xiàng)就只好忽略了。因?yàn)樗且粋(gè)趨于0的小量,而范德瓦爾斯分子引力項(xiàng)卻是趨于無窮大的量。盡管如此,巴切勒的第一點(diǎn)想法卻無可辯駁,被一再證明正確。顯示出他作為流體力學(xué)一代大師的英明。
后來我才知道,這種虛心向內(nèi)行人請(qǐng)教,并在相互切磋中抓住新問題以開展一項(xiàng)新工作,是他們推動(dòng)科研工作的主要方法;貒(guó)后,當(dāng)我繼續(xù)開展在劍橋還沒有作完的碰并工作時(shí),巴切勒還在倫敦組織過一次碰并問題的國(guó)際會(huì)議,這仍然是為了我們的工作。這種方法與我以前在中國(guó)科學(xué)院經(jīng)歷過的不同。那時(shí),我們每當(dāng)要開展一項(xiàng)新工作時(shí),導(dǎo)師總要組織大家(包括導(dǎo)師自己進(jìn)行一次學(xué)習(xí)。但在劍橋,我沒有看到巴切勒學(xué)云物理,也沒有看到他學(xué)碰并文獻(xiàn);
他也沒有要我學(xué)懸浮體力學(xué)及碰并文獻(xiàn)。當(dāng)然在開始時(shí),他曾要我學(xué)他的1967年發(fā)表的《流體力學(xué)導(dǎo)論》并給了我兩篇他在沉降和傳質(zhì)上的文獻(xiàn)。他和我的交談,以及他在倫敦組織的碰并會(huì)議,實(shí)際上,就是他學(xué)習(xí)碰并并推動(dòng)碰并工作的方法。他們的圖書資料室里經(jīng)常很少見到人,而同事之間的討論問題,卻時(shí)時(shí)處處都在。他們的學(xué)術(shù)交流真是做到家了,除了學(xué)術(shù)會(huì)議和報(bào)告會(huì)以外,還有飲茶室中的交流,辦公室內(nèi)的討論,以及個(gè)人之間隨時(shí)隨地的討論。
2.3.2 初次的成功
想法既已確定,下面就應(yīng)由我來解對(duì)分布方程以實(shí)現(xiàn)這想法。
到劍橋以前,我從來沒有聽說過對(duì)分布方程,不知其為何物,更不用說解這個(gè)方程了。對(duì)此我不免有些膽怯。巴切勒這時(shí) 拍拍我的肩膀?qū)ξ艺f,不用怕。他鼓勵(lì)我大膽地干,并表示他會(huì)做我的后盾。這使我有了勇氣,走上了這條當(dāng)時(shí)對(duì)我還是陌生的,求解高皮克列特?cái)?shù)下,不穩(wěn)定系統(tǒng)中懸浮粒子統(tǒng)計(jì)對(duì)分布方程的征途。
開始的工作還不算太難。經(jīng)過了一段摸索,我終于克服了求解對(duì)分布方程外域解的困難。使用流體力學(xué)中的微擾方法, 在高皮克列特?cái)?shù)下,在外域可把布朗擴(kuò)散項(xiàng)完全忽略掉,形成了一個(gè)純對(duì)流輸送方程。經(jīng)過努力,我得到了該方程的解析解。
我很高興這是我到劍橋后的第一次成功。時(shí)值巴切勒1980年第一次訪華。等他回劍橋后,我向他匯報(bào)了此事,他也很高興,說這個(gè)解很重要,很有意義。后來我才知道,這主要是指我這個(gè)解突破了他十年來想把單分散沉降理論發(fā)展成多分散沉降理論,而始終未能解決的難題,即求稀釋懸浮體中統(tǒng)計(jì)對(duì)分布的難題,現(xiàn)在這個(gè)難題被我無意中解決了,在這個(gè)解的基礎(chǔ)上,加上他的第二次近似──置邊界層問題于不顧,他就可以完成他的十年來未完成的多分散沉降理論的夙愿,至少是完成了第一步。有關(guān)這一問題,我們還將在后面第四章中詳談。
但是對(duì)我的碰并問題而言,我卻不能采用他的第二次近似,置邊界層問題于不顧。因?yàn)橛?jì)算碰并率時(shí)的積分,是一個(gè)球面積分,積分面恰恰在兩個(gè)粒子相撞時(shí)的碰撞面上,這正是邊界層的底。顯然不解決邊界層問題,就無法計(jì)算出碰并率。為此,我還得繼續(xù)前進(jìn),去建立邊界層方程并求出邊界層解。然而在這個(gè)問題上,我遇到了一個(gè)更大的困難,那就是內(nèi)外域解相互匹配問題。
2.3.3內(nèi)外域解匹配的難題
在上節(jié)中找到的對(duì)分布外域解析解,它的內(nèi)極限是奇點(diǎn),趨于無窮大。當(dāng)時(shí)我還只會(huì)按以前學(xué)過的,老式的卡爾曼-波爾豪森(Kármán-Pohlhausen)的邊界層銜接方法來和邊界層解銜接。按照這個(gè)方法,在邊界層頂銜接處就必然會(huì)發(fā)生解不光滑的問題。對(duì)分布函數(shù)的函數(shù)值本身雖然連續(xù),但函數(shù)的各階導(dǎo)數(shù)卻不連續(xù),在邊界層頂部產(chǎn)生突然轉(zhuǎn)折現(xiàn)象。對(duì)此,巴切勒拒絕接受。我很苦惱,后來有一次在飲茶室休息時(shí),劍橋的朋友們?cè)陂e談中了解到我當(dāng)時(shí)的苦惱,于是他們向我推薦了美國(guó)學(xué)者范戴克的著作《流體力學(xué)中的微擾方法》一書。我很快從書店買到這本書的1975 年修訂版。學(xué)習(xí)以后才知道,在邊界層求解中,卡爾曼-波爾豪森的內(nèi)外域銜接方法現(xiàn)在已經(jīng)過時(shí),目前人們經(jīng)常使用的是一個(gè)更好的方法,這就是內(nèi)外域匹配漸近展開法。按照這個(gè)方法的原理,要求外域解的內(nèi)極限和內(nèi)域解的外極限必須相等。只有在這個(gè)條件下,內(nèi)外域解匹配起來后才會(huì)光滑,不會(huì)產(chǎn)生突然轉(zhuǎn)折現(xiàn)象。但是如何才能使我的問題滿足這個(gè)匹配原理呢?顯然我不能直接用對(duì)分布函數(shù)來銜接了,因?yàn)樗耐庥蚪獾膬?nèi)極限是無窮大,無法滿足這個(gè)匹配原理。經(jīng)過許多天的緊張?zhí)剿?正如第一章中講到的第三境界一樣,經(jīng)歷了“眾里尋他千百度”以后,在一次夜深人靜,人已上床準(zhǔn)備入睡而又無法使思維活動(dòng)停下來。相反,思維活動(dòng)卻是越來越活躍,越來越清晰,突然就找到了答案。既然,我不能直接探尋對(duì)分布的解。那麼,我可以通過一個(gè)變換來解決匹配上的困難。亦即第一章中談過的j變換,j的定義是對(duì)分布和它的外域解的比,這個(gè)比在外域顯然恒等于1,它的內(nèi)極限自然也是1,而不再是原來外域解的內(nèi)極限──無窮大。按照這個(gè)思路,在內(nèi)域,我不能再建立對(duì)分布的邊界層方程而應(yīng)轉(zhuǎn)而建立變換j的邊界層方程,同時(shí)令j的邊界層解的外極限為1,這樣導(dǎo)出的j的邊界層解就自然而然地和j的外域解的內(nèi)極限相等,從而可以滿足匹配漸近展開法的匹配原理。我馬上把這個(gè)新想法報(bào)告給巴切勒。這一次他終于點(diǎn)頭了,稱贊地說“good idea!”(是個(gè)好想法。┯谑,內(nèi)外域匹配上的難題就通過引進(jìn)j變換而解決。
2.3.4 MLB方法的成功應(yīng)用
以上的工作在劍橋完成。由于后來在巴切勒的建議下,我參加了他的沉降工作,因此碰并工作暫停。直到我1982年2月回國(guó),才重新啟動(dòng)。這時(shí)巴切勒和我就分散在劍橋和合肥兩地,通過通信繼續(xù)合作。上節(jié)談到我已建立起對(duì)分布變換j的邊界層方程,這方程仍然是一個(gè)偏微分方程,根據(jù)流體力學(xué)和懸浮體力學(xué)中傳質(zhì)問題上的MLB方法(即米塞斯-列維奇-巴切勒(Mises-Levich-Batchelor)方法)有可能把邊界層的偏微分方程轉(zhuǎn)化為一個(gè)常微分方程,從而得到問題的解析解。這個(gè)方法又包括了三次變換:流函數(shù)y變換,切向自變量t變換以及相似變換。這方法原來是米塞斯在1923年和列維奇在1962年提出的,后來巴切勒在他1979年發(fā)表的傳質(zhì)問題論文中,對(duì)此方法又有新的發(fā)展,故稱為MLB方法。
初看起來這方法不能應(yīng)用到我的碰并問題,因?yàn)樵摲椒ǖ牡谝淮巫儞Q是流函數(shù)y變換。流體力學(xué)告訴我們,只有速度場(chǎng)是管量場(chǎng),即它的散度為0時(shí),才有流函數(shù)y存在。這是應(yīng)用MLB方法的大前提,而這一前提在碰并問題之中并不存在,因?yàn)閮蓚(gè)粒子間由重力造成的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度場(chǎng),并不是一個(gè)管量場(chǎng),也就是說,它的散度不為0。所以從這一點(diǎn)看,這方法不能應(yīng)用于我的碰并問題中。然而后來,巴切勒在一次來信中講到,他已克服了這個(gè)難題,找到了應(yīng)用MLB方法的鑰匙。原來,他料定對(duì)粒子間相對(duì)重力運(yùn)動(dòng)速度場(chǎng)乘以某一個(gè)函數(shù)h(q)后,速度場(chǎng)就可以由原來的非管量場(chǎng)變成管量場(chǎng),這里q是極角。他用反推法找到這一函數(shù)因子h(q)的具體形式。他先令速度場(chǎng)乘以h(q)后的散度為0,由此得到一個(gè)常微分方程。解這個(gè)方程就找到了待求的h(q)。此后就一直使用被h(q)乘過的新的速度場(chǎng),于是現(xiàn)在我們就可使用MLB方法順利地把邊界層的偏微分方程轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的常微分方程,并得到一個(gè)很漂亮的解析解。對(duì)此,我不能不嘆服巴切勒數(shù)理水平之高超。他不但是善于發(fā)現(xiàn)問題的高手,而且也是一位善于解決問題的能人。
2.3.5 戰(zhàn)勝戴維斯(Davis) 的挑戰(zhàn)
然而我的對(duì)流碰并新理論還沒有最后完成,前面在第一章里第四境界──“西風(fēng)再凋碧樹”中已經(jīng)談到過。這理論碰到的最后一次挑戰(zhàn)來自當(dāng)時(shí)美國(guó)的一位年輕學(xué)者戴維斯,此人是在我離開劍橋后才從美國(guó)到劍橋來的。他當(dāng)時(shí)接受了巴切勒的建議,用斯莫魯霍夫斯基的軌跡分析法,檢驗(yàn)一下我們這個(gè)新的統(tǒng)計(jì)理論,同時(shí)還要研究一下粒子慣性對(duì)重力碰并的影響,以此作為他的博士后論文。果然讓他找到了我們新理論中的一個(gè)錯(cuò)誤。而且他證明給巴切勒看,這錯(cuò)誤是致命而且無法挽救,只有放棄。巴切勒接受了他的意見,建議我也放棄這一工作,這工作就被戴維斯一下子槍斃掉了。巴切勒這封信是在他上次解決流函數(shù)難題的那封來信之后,過了幾個(gè)月才來的?磥恚屗邮艽骶S斯的意見也不那麼容易。巴切勒在這封來信中接著說,放棄這個(gè)工作他也很難受,因?yàn)樗矠榇嘶M(fèi)了不少心血。但是他接著說,現(xiàn)在他也沒有別的辦法,既然是無可挽回的致命錯(cuò)誤,那只有放棄。接到這封信后我大吃一驚。我好像迎頭挨了一悶棍,被人打倒在地。然而我沒有服輸,而是起而應(yīng)戰(zhàn)。我想,巴切勒是在國(guó)際上久負(fù)盛譽(yù)的大人物,成果累累,放棄一個(gè)成果,對(duì)他可能不算甚麼。然而我卻不能,我必須奮起應(yīng)對(duì)來自戴維斯的挑戰(zhàn)。經(jīng)過幾天幾夜的努力,我終于找到了一個(gè)新方案,它可以糾正我們那個(gè)被戴維斯檢查出來的錯(cuò)誤。我把這個(gè)新方案報(bào)告給了巴切勒,但是他不接受。他現(xiàn)在有了新的想法,就很難再改變。直到1983年9月,他應(yīng)邀在北京舉行的亞洲第二屆流體力學(xué)代表大會(huì)上,為大會(huì)作特邀報(bào)告。我們?cè)诒本┰俅我娒媪,我向他?bào)告了我得到的最新數(shù)據(jù)。他仍然不信,不過他表示,當(dāng)晚他會(huì)再仔細(xì)地審查一下我的最新數(shù)據(jù)。這天晚上,我也暗暗地下了決心。準(zhǔn)備第二天萬一他仍然不肯接受我的新方案,我就向他攤牌。在這種情況下,我就會(huì)向他提出要求,要求他同意由我一個(gè)人來發(fā)表。因?yàn)槲蚁嘈胚@方案正確。不料,第二天他終于改變了他的想法,接受了我的新方案。這個(gè)新方案終于得到巴切勒的認(rèn)可,并于次年1984年發(fā)表在中文版的《中國(guó)科學(xué)》上,1985年又發(fā)表在英文版的《中國(guó)科學(xué)》上。懸浮粒子對(duì)流碰并中的一個(gè)新理論,就這樣誕生了。那么,戴維斯向我發(fā)出的挑戰(zhàn)究竟是什么?我又如何應(yīng)對(duì)他的挑戰(zhàn)呢?
原來,為要應(yīng)用MLB方法把邊界層方程從偏微分方程變?yōu)槌N⒎址匠,需要進(jìn)行一次相似變換。在相似變換中,人們要把切向坐標(biāo)變量和法向坐標(biāo)變量組合成一個(gè)新的相似變量,代入原方程后,原來的偏微分方程,就有可能轉(zhuǎn)化為以此相似變量為變數(shù)的常微分方程。這種變換不是無條件的,其條件就是要求粒子間重力相對(duì)速度的切向分量,在整個(gè)邊界層中應(yīng)該是常數(shù)。然而實(shí)際上它并不是個(gè)常數(shù),它是隨高度的降低而不斷地減少,(點(diǎn)擊此處閱讀下一頁(yè))
是一個(gè)高度的對(duì)數(shù)的二次多項(xiàng)式分式,很復(fù)雜。這當(dāng)然阻礙我們?cè)诒締栴}上應(yīng)用MLB方法中的相似變換。對(duì)此,我們采取了又一假定,即假定在整個(gè)邊界層中它可以取邊界層底的數(shù)值來近似。由于邊界層很薄,我們?cè)詾榭梢宰鲞@個(gè)近似。但戴維斯的計(jì)算表明,當(dāng)人們對(duì)切向速度分量取它原來那個(gè)復(fù)雜的對(duì)數(shù)的二次多項(xiàng)式分式時(shí),計(jì)算結(jié)果與我們這個(gè)近似有相當(dāng)大的誤差。誤差之大超出了許可范圍,不能采用。而如果我們不做這個(gè)常數(shù)近似,就無法應(yīng)用MLB方法中的相似變換于本問題。也就無法得到那個(gè)漂亮的解析解,而只能轉(zhuǎn)而求數(shù)值解。而數(shù)值解卻是巴切勒這位劍橋?qū)W派的代表人物所無法接受的。結(jié)論就只能是放棄這工作,這就是來自戴維斯的挑戰(zhàn)。巴切勒服了,但是我沒有服。我在合肥經(jīng)過幾天幾夜的努力,仔細(xì)地檢查并分析了這個(gè)切向速度分量的對(duì)數(shù)二次多項(xiàng)式分式的變化規(guī)律,最后發(fā)現(xiàn)這基本上仍和簡(jiǎn)單的對(duì)數(shù)變化規(guī)律相似。粒子進(jìn)入邊界層后,它的切向速度確實(shí)隨高度降低而減少,但減少的速率非常慢,只是到接近邊界層底時(shí),它才迅速地降到邊界層底那個(gè)極限值。正因?yàn)槿绱耍覀冊(cè)瓉硪赃吔鐚拥椎那邢蛩俣确至縼斫普麄(gè)邊界層的情況,當(dāng)然就會(huì)帶來很大誤差。然而正是因?yàn)橛羞@個(gè)發(fā)現(xiàn),我才能提出一個(gè)新方案來解決 戴維斯給我們出的難題。那就是用切向速度分量在邊界層頂?shù)哪莻(gè)值為常數(shù),來近似整個(gè)邊界層的數(shù)值,這符合對(duì)數(shù)變化的特點(diǎn),應(yīng)該不會(huì)產(chǎn)生很大誤差。同時(shí)又使我們?nèi)匀荒軕?yīng)用MLB方法,化邊界層偏微分方程為常微分方程并進(jìn)而得到問題的解析解。按這新方案計(jì)算出的數(shù)據(jù)表明,這個(gè)設(shè)想很對(duì)。最后巴切勒也接受了它,戴維斯也放棄了他的挑戰(zhàn),一個(gè)對(duì)流碰并的新理論才得以誕生。
2.3.6 新理論的意義、檢驗(yàn)和影響
新理論第一次在對(duì)流碰并領(lǐng)域得到了一個(gè)解析解,從這解析解中我們才能揭示出對(duì)流碰并真實(shí)的物理:當(dāng)有對(duì)流碰并發(fā)生時(shí),在參考粒子的表面會(huì)存在一個(gè)由范德瓦爾斯分子引力控制的邊界層。對(duì)流碰并捕獲系數(shù)新的解析公式說明,捕獲系數(shù)和粒子在邊界層頂?shù)臐舛瘸烧,也就是說,先由對(duì)流運(yùn)動(dòng)把粒子從無窮遠(yuǎn)處輸送到邊界層頂,然后其中的一部分在范德瓦爾斯分子引力勢(shì)作用下,為參考粒子所捕獲。很顯然, 斯莫魯霍夫斯基當(dāng)年提出的“撞擊模型”沒有反映出過程的真實(shí)物理。新理論的第二個(gè)意義在于,它把統(tǒng)計(jì)理論第一次伸展到確定論型的對(duì)流碰并中來,也就是說,統(tǒng)計(jì)理論不但能處理含隨機(jī)的布朗運(yùn)動(dòng)的碰并問題,而且也能處理完全不含一點(diǎn)點(diǎn)布朗運(yùn)動(dòng)的對(duì)流碰并問題。而這個(gè)領(lǐng)域原來是斯莫魯霍夫斯基的軌跡分析法所獨(dú)占的。斯莫魯霍夫斯基的軌跡分析法,在懸浮粒子的對(duì)流碰并領(lǐng)域里統(tǒng)治了將近七十年,盡管它具有如前所述的缺點(diǎn),防礙了人們對(duì)耦合碰并的研究。這障礙現(xiàn)在終于被我們打破了。這就為下一章使用統(tǒng)計(jì)理論方法來建立重力對(duì)流和布朗運(yùn)動(dòng)耦合碰并理論打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。統(tǒng)計(jì)理論可以處理皮克列特?cái)?shù)從無窮大到0全部范圍的碰并問題,從純確定型的對(duì)流碰并經(jīng)過耦合碰并一直到純概率論型的布朗碰并。而這是原來斯莫魯霍夫斯基的軌跡分析法所無能為力的。
新理論當(dāng)然還需要進(jìn)行檢驗(yàn),但這個(gè)檢驗(yàn)已由巴切勒自己做完了。完全是由于他有很強(qiáng)烈的“西風(fēng)再凋碧樹”的精神。對(duì)于重力碰并情況,如上所述,是由他請(qǐng)來的戴維斯做好。當(dāng)我們把新方案展示給戴維斯后,他對(duì)這一方案也表示了肯定,并且在他后來發(fā)表的論文中引用了我們的新數(shù)據(jù)。在他的論文中他承認(rèn)我們的新理論,對(duì)于重力碰并情況和他用軌跡分析法算得的一致。我們的理論也曾應(yīng)用到由背景流場(chǎng)引起的對(duì)流碰并,如軸對(duì)稱純變形流場(chǎng)對(duì)流碰并。這個(gè)例子曾由美國(guó)著名膠體科學(xué)家肖瓦爾特和他的合作者澤西奈爾(Zeichner)在1977年使用軌跡分析法計(jì)算過。他們的數(shù)據(jù)以圖形式發(fā)表,直接從圖上讀取數(shù)據(jù)則太粗糙。為了能進(jìn)行精確的檢驗(yàn),巴切勒打電話給肖瓦爾特,請(qǐng)他送幾個(gè)原始的精確數(shù)據(jù)過來。肖瓦爾特答應(yīng)了巴切勒的請(qǐng)求,并送了兩個(gè)有代表性的原始數(shù)據(jù)給我們。
于是我們很高興地看到,我們的統(tǒng)計(jì)理論也和肖瓦爾特的軌跡分析法的一致。而且符合得比重力碰并還要好。1984年我到南開大學(xué)后,曾指導(dǎo)過天津大學(xué)力學(xué)系一位研究生林紅的學(xué)位論文。我建議她的題目,就是把邊界層方程中的切向速度分量,不再使用常數(shù)近似,而是使用它的本來面目—高度的對(duì)數(shù)二次多項(xiàng)式分式,進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,求數(shù)值解。以進(jìn)一步檢驗(yàn)我們那個(gè)以邊界層頂?shù)那邢蛩俣确至縼斫普麄(gè)邊界層情況的可靠性。林紅的計(jì)算表明我們那個(gè)近似所得到的解析解與她的數(shù)值解一致。以上三次檢驗(yàn)說明了新的理論的正確,能夠以它為出發(fā)點(diǎn)來進(jìn)一步研究懸浮粒子耦合碰并問題,特別是高皮克列特?cái)?shù)下的強(qiáng)對(duì)流與弱布朗耦合碰并問題。
新理論發(fā)表后,得到有關(guān)領(lǐng)域的同行關(guān)注,為大家所引用。特別值得提一下的是由于這理論闡明了隨機(jī)事件和必然事件并非相互對(duì)立,而是可以相互轉(zhuǎn)化,在一定條件下確定論型問題也可用概率論型的方法來處理。因此它也引起國(guó)際統(tǒng)計(jì)物理界的興趣。我們?cè)凇禨CI》檢索中發(fā)現(xiàn),在國(guó)際統(tǒng)計(jì)物理方面的雜志也有人引用過我們這個(gè)對(duì)流碰并的的統(tǒng)計(jì)理論。
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