今天去上课,老师给我们演示了边界层中尺度气象数字模拟,用一组纳维-斯托克斯方程。方程中用到两个变量来自大尺度的大气环流。方程又包含了二阶湍流脉动项。
所以,中尺度过程需要和大尺度,小尺度联系。这种联系是非线性的。
无奈的把大尺度的变量当参数固定了,貌似知道二阶距就能解方程组了。
但是不行,人们在这二百年中,试图解二阶距的时候,引入了三阶距,试图解三阶距的时候引入了四阶距…
尺度越来越小
永无止境。
ANPOPO曾经说过,分子,细胞,生理,种群…每一个尺度都有科学家。大家组成了一个梯子,一个人踩着另一个人的肩膀,排成一列解决这个世界从小到大的问题。
这是一个方梯子。
我所遭到的是,每一个尺度的过程,都受到一些来自相邻尺度的变量的影响,为了在混沌的漩涡中立足,我们不得不将手伸到另外的尺度,然后又绕回来,绕来绕去也解决不了问题。
因为线性系统是方的,像块豆腐,砍下一块还是豆腐,其余的地方不变,所以可以分成各种尺度,分别解决问题。
但是非线性系统像一个人,砍下一块可能就是尸,拿了一块,其余的都变了。用分割线性系统的办法,是没法分割非线性系统的。
条条大路通湍流,因为世界本来就是非线性的。线性只存在于欧几里德的梦中。
{ 1 } Comments
我们需要一种强大的数学
把参数都改成变量以后方程仍可解的数学
——也许不需要精确解,只要给出相图变化的特性。现在的问题是对于混沌吸引子之类的相图我们都没办法描述,因此就无法理解和预言系统的行为
如果强大的数学实现了,我们也许就能看清这个系统怎样随着参数变化在各个尺度中游走了?
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