用沙拉酱仿真模拟核聚变 这类事只能科学家做得出去
来源： 系统大全 2019/10/13 14:45
商场里就能购到的沙拉酱是仿真模拟核聚变关键全过程的好原材料，就是说不清楚她们如何申请办理报帐。在吃水果沙拉或汉堡的那时候，你有木有注意过里边甜丝丝的乳白色料汁？这类沙拉酱是西餐厅中“进圈”最取得成功的这种沙拉酱，它拥有不张扬的香气和浓稠的口味，合适给很多食材当女配角。但是，一名流体动力学权威专家为沙拉酱开发设计了全新升级主要用途，那便是仿真模拟核聚变全过程。
英国理海大学（Lehigh University）机械自动化与结构力学系副教授职称、流体动力学学术研究阿林达姆·班纳吉（Arindam Banerjee）两年前就发觉，这种沙拉酱在超低温下的特性和超高压下的熔融金属材料十分类似，是科学研究核聚变的好原材料，因此开心地用它干了一连串模拟实验。
核聚变中的流体动力学困惑
控制计划核聚变被称作将来的“最终电力能源”，很多人着眼于科学研究怎么让它尽早变成实际。核聚变的产生必须挺高的溫度和工作压力，让原子具有充足的机械能，摆脱静电感应排斥力“聚”一起产生反映。现阶段有二种流行的方式来造就那样的标准：这种是磁环流约束力，用强磁场将等离子技术拘束在特殊的室内空间中，比如甜甜圈通常的托卡马克装置；另这种是惯性力约束力聚变，用物体自身的惯性力使他们凑在一起。
惯性力约束力聚变的“然料”被称作靶丸，它带有mg级的氘和氚，尺寸在mm重量级。用激光器直射靶丸表层时，靶丸快速向内被缩小，当超过临界状态时，将引起核聚变反映。这一重要环节被称作爆聚。
靶丸爆聚全过程平面图，图片来源：Wikipedia
那样1个听起來这般炫酷的反映，却被1个小小流体力学物理难题比较严重牵制着——因为靶丸塑料外壳和汽体的交汇处存有瑞利-泰勒不对称性（Rayleigh-Taylor instability，别称 RT 不平稳），导致流体力学振荡，然料非常容易在靶丸内并未缩小至聚变标准时就提早发生爆炸。
RT 不平稳在日常生活中非常普遍。例如今年流行的“有脏茶”里，奶茶店和黑糖姜茶混和造成的纹路就是说 RT 不平稳的反映。假如把你水杯倒回来，让相对密度大的糖浆在上边，相对密度小的奶茶店在下边，还能见到有股股的糖浆沿着杯壁往下滴。具体来说，RT 不平稳产生在二种不一样相对密度的原材料中间，在原材料页面密度梯度与压力梯度方位反过来的那时候。“在作用力或一切加快场的存有下，二种原材料会像‘手指头’相同相互之间渗入，”班纳吉说。
牛乳和冰咖啡混和造成的纹路都是相同的基本原理。图片来源：Pixabay
在更大的限度上，空气中冷暖空气的相逢，江河黄河入海口流水交汇处时的振荡，空气电离层中由太阳辐射量造成的环流和湍流，乃至超新星爆发全过程中的某些状况，全是 RT 不平稳的反映。
英国理海大学（Lehigh University）机械自动化与结构力学系副教授职称、流体动力学学术研究阿林达姆·班纳吉（Arindam Banerjee）两年前就发觉，这种沙拉酱在超低温下的特性和超高压下的熔融金属材料十分类似，是科学研究核聚变的好原材料，因此开心地用它干了一连串模拟实验。
核聚变中的流体动力学困惑
控制计划核聚变被称作将来的“最终电力能源”，很多人着眼于科学研究怎么让它尽早变成实际。核聚变的产生必须挺高的溫度和工作压力，让原子具有充足的机械能，摆脱静电感应排斥力“聚”一起产生反映。现阶段有二种流行的方式来造就那样的标准：这种是磁环流约束力，用强磁场将等离子技术拘束在特殊的室内空间中，比如甜甜圈通常的托卡马克装置；另这种是惯性力约束力聚变，用物体自身的惯性力使他们凑在一起。
惯性力约束力聚变的“然料”被称作靶丸，它带有mg级的氘和氚，尺寸在mm重量级。用激光器直射靶丸表层时，靶丸快速向内被缩小，当超过临界状态时，将引起核聚变反映。这一重要环节被称作爆聚。
靶丸爆聚全过程平面图，图片来源：Wikipedia
那样1个听起來这般炫酷的反映，却被1个小小流体力学物理难题比较严重牵制着——因为靶丸塑料外壳和汽体的交汇处存有瑞利-泰勒不对称性（Rayleigh-Taylor instability，别称 RT 不平稳），导致流体力学振荡，然料非常容易在靶丸内并未缩小至聚变标准时就提早发生爆炸。
RT 不平稳在日常生活中非常普遍。例如今年流行的“有脏茶”里，奶茶店和黑糖姜茶混和造成的纹路就是说 RT 不平稳的反映。假如把你水杯倒回来，让相对密度大的糖浆在上边，相对密度小的奶茶店在下边，还能见到有股股的糖浆沿着杯壁往下滴。具体来说，RT 不平稳产生在二种不一样相对密度的原材料中间，在原材料页面密度梯度与压力梯度方位反过来的那时候。“在作用力或一切加快场的存有下，二种原材料会像‘手指头’相同相互之间渗入，”班纳吉说。
牛乳和冰咖啡混和造成的纹路都是相同的基本原理。图片来源：Pixabay
在更大的限度上，空气中冷暖空气的相逢，江河黄河入海口流水交汇处时的振荡，空气电离层中由太阳辐射量造成的环流和湍流，乃至超新星爆发全过程中的某些状况，全是 RT 不平稳的反映。
