第一个周的时间,林叶都完全沉浸在文献的海洋之中。
他首先研读的是普朗特在1904年发表的那篇开创性的论文——《论粘性很小的流体的运动》,通过这篇论文,他也看到了一位物理学大师如何通过天才般的直觉和量级分析,从复杂的纳维-斯托克斯方程中剥离出“边界层”这一内核概念。
“原来如此……”林叶的眼中闪铄着明亮的光芒,“关键在于对‘粘性’影响范围的限定。在远离物体的局域,流体可以视为理想流体;只有在紧贴物体的薄层内,粘性才起主导作用,这一个近似,就将一个椭圆型的偏微分方程,在边界层内简化成了一个抛物线型的方程,从而让问题变得可以求解!”
除了这篇影响力最大的论文之外,还有普朗特的弟子,布拉修斯的博士论文。
在这篇论文中,布拉修斯首次提出了精妙的“相似性变换”,将描述边界层流动的偏微分方程组,转化为了如今以他名字命名的常微分方程,也就是林叶这次的选题中所提到的bsi方程。
这些论文都是一百年前的理论了,以林叶如今学过的知识来说,研究起来也并不是很困难。
此外,他语言能力的提升,以及本身数学和物理能力的加成,也让他在这个过程中可谓是事倍功半——至于为什么物理能力也参与了进来,自然是因为他这次的课题和流体力学有着紧密关系,算是数学物理领域,因此物理能力的加成也在这个过程中发挥了作用。
当然,还有一个不可忽视的因素,那就是修炼空间的作用。
他现在已经确定,处于修炼空间之中的他,不会饥饿,不会疲惫,注意力高度集中,如果不是他自己主动打断,他的注意力甚至能够一直保持在研究上。
同时,似乎这个修炼空间也让他的心理水平能够保持在一个稳定的状态,即使过去了几天,他都没有感觉这样孤身一人很难受——当然,或许也是他本身就很能耐得住寂寞也说不定呢?
总之,在各种各样的buff加成下,他的研究十分顺利。
于是从第二周开始,他就开始了自己真正的研究工作。
他的目标,是对bsi方程的解进行深入的分析和求解。
他熟练地推导出了经典的bsi级数解,并分析了其在η=0,即壁面附近的性质。。
“也就是说,我们知道这个常量大概是多少,但没有人从理论上证明它必须落在哪个精确的区间内。”林叶的眉头紧锁,一个大胆的想法在他脑海中萌生,“我能不能……用纯粹的数学方法,为这个重要的物理常量β,给出一个严格的解析解?”
数值解和解析解之间是不一样的。
数值解得到的是近似解,其精度取决于所使用的算法和计算资源,而解析解则是基于数学推导得出的精确表达式。
数值解因为离散化和计算舍入误差存在精度上的损失,而解析解则是具有严格的数学正确性!
而这带来的就是,想要得到解析解的难度,相对于得到数值解的难度要更高。
因为它对于数学的要求更高一些!
而这,也正好符合林叶这项成果所属的数学领域!
这个想法,就是他本次研究的内核创新点,他要做的,不是去计算β,而是去证明β的取值范围。
接下来的半个月,林叶就陷入了疯狂的、纯粹的数学推导之中。
他查阅了大量关于常微分方程定性理论的资料,学习了比较定理、上下解方法等高等技巧。
他的思路是构造两个辅助函数:一个“上解”和一个“下解”,这两个函数形式已知,并且能够用严格的数学不等式来夹住真正的解 f(η)。
如果他能成功构造出这样的函数,那么通过分析这两个函数的渐进行为,就能得到β的严格上界和下界。
毫无疑问,对于他这样初