Re: [閒聊] 現實世界有哪些原理不明的科技

看板 C_Chat
作者 iuvat
時間 2020-12-11 13:15:30
留言 152 ( 69推 0噓 83→ )
原文吃光光, 因為小的是做流體力學研究的,雖然不是氣體動力學所以原本沒有很想要回文,不過 看到大家這麼踴躍的講一些有點微妙的東西,所以跑來拋磚引玉一下。 1.飛機的力學算的出來嗎? 答案是你可以估計,但你算不出來,這個問題牽扯到我們流力最重要的方程式 Navier-Stokes Equation,他的概念很簡單就是牛頓第二運動定律配合連續體的概念 ,基本上隨便一個教科書都可以找到詳細的微分型式的推導,然而正是因為他的微分 型式的長相太美妙了,其大域平滑解至今仍未有科學家解的出來,那你可能會想說, 那我們這群做流體力學的在幹嘛,答案就是利用各種手段去描述或簡化其方程式以達到 一定的解析度,所以你說他算的出來嗎?我傾向說我們可以努力去理解他但目前還有 很大段距離。 2.升力是不是一個被討論到爛的題目? 答案是錯,即使到近年來他還是一個很熱門的研究領域,特別是法國,他們很多間學校都 以流體力學模擬見長,致力於發展不同的方式去描述理解升力究竟要如何計算,不過網路 上可以找到很多升力的物理意義的式子,就粗淺的理解來說應該算是有共識,但計算上還是 未知的領域。 3.白努利定律到底問題出在哪? 有人提到科學人上面的說明有問題,確實他具有不小的瑕疵,但流體力學畢竟不是當今 顯學QQ所以我們原諒他(?,白努利定律的物理意義非常明確,他是在考慮非旋流以 及無黏流條件下的美麗產物,但問題便是出在,靠近機體旁邊勢必不是非旋流,所以你 要用白努利原理去硬肛飛機的空氣動力學,其實對於其低壓區的產生非常的薄弱,但 其實我還是支持給小朋友用這樣的方式去說明,畢竟他確實很適合當科普教材,我們也 不能說他錯,因為如上面所說,流體力學太難了所以人類也只是試著用各種觀點去切入 而已,我並不覺得他真的是要說到是錯的。 4.飛機的空氣動力學有難度跟統一場論還有統計力學有關係嗎? 答案是沒有關係,今天流體力學的美麗之處就是建立在他是用連續體的想法去切入,你 要一個一個氣體分子去算當然不是不行但我不知道多久以後的電腦才做得到,以現階段 來說,基本上飛機的尺度下是不會突破連續體的條件的,所以專心在連續體的計算是比較 主流的切入點(註:但如果你要考慮會音爆的飛機,音爆的不連續層本身不符合連續體, 所以適用用統計力學切入) 5. 所以飛機算不算原理不明的科技? 我認為這題沒有特別需要回答的,因為我們在做科學研究的時候,一來不會問定義 不明確的題目,二來也不會考慮這種像是茶餘飯後閒聊想要得到的結論,基本上 人類就是非常的渺小,我們在不斷努力增加我們的知識量,沒有甚麼東西是具有完備 的原理的。 6.工程都被討論到爛,生醫才一堆迷一樣的東西? 雖然我估計那個推文者不會看這篇,但我對此感到不太贊成,我不反對生醫複雜度高, 人類對於這類領域的理解很少,但流體力學會缺乏人的關注,說實在是因為他的分析 所需的數學並不是當今人類能負擔的,加上已經能用現在知識發展出不少科技,所以 漸漸的人們不再關注,但他就是難到爆炸然後有一群想不開的人想要繼續鑽研, 所以才繼續會有進展,請尊重所有領域的發展性,我們拿不到太多經費不代表 我們不重要(純粹牢騷 7.影響指數1.6所以不重要? 雖然老實說我滿驚訝科學人有影響指數的,但不好意思,流體力學最頂尖期刊JFM 影響指數只有兩點多,在此建議熱門領域的各位先進們,莫以影響指數當標準, 以我來說,要是我能發表到JFM那個喜悅程度可能會比發表上十幾點的期刊還要 高興好幾倍,那個是對於實驗以及理論上的雙重肯定,他點數少理由也只能說 因為他太難了而且其他領域的人根本不在乎這麼難的領域所以關注度不高, 導致其點數不高。 如果有人看到這裡我在此致上感謝,雖然我個人是覺得討論熱度過了應該沒人要看, 純粹是忍不住想要做一些釐清而已。 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 67.194.226.75 (美國) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/C_Chat/M.1607663732.A.AEE.html

留言

peter813270 推一個 12/11 13:19 1F
Yanrei 覺得這一串文章討論真的很不錯 12/11 13:20 2F
e5a1t20 推 完全不懂流體力學 12/11 13:20 3F
WindowsSucks 12/11 13:23 4F
semiacicada 推,點數2點多真的是苦行 12/11 13:24 5F
Ed860227 IF值真的在生科領域比較看重,但是流體力學讓我想到之 12/11 13:24 6F
Ed860227 前去中研院的院士在搞的細胞力學,我生科背景的看了頭 12/11 13:24 7F
Ed860227 也很痛 12/11 13:24 8F
arrenwu 所以從1.&4. 來看,其實並不是我們沒有方程式去描述, 12/11 13:25 9F
Vulpix 希望那個方程式有解答的一天,雖然我個人其實不抱太大期望 12/11 13:25 10F
april1 假裝看得懂推 12/11 13:25 11F
arrenwu 而是方程式就算列出來,運算量會大到算不出來 是嗎? 12/11 13:25 12F
dderfken 我那邊好像翻層流 12/11 13:26 13F
Vulpix 就是了QQ PDE的技術要求實在太高,solve metric with a 12/11 13:27 14F
iuvat 回個樓上,生物物理又是個更微妙的領域,做生物的覺得太理 12/11 13:28 15F
iuvat 論,做力學的又覺得不夠理論,我是覺得他們也是很辛苦,上 12/11 13:28 16F
iuvat 次還有個大師直接嗆生物物理的說你這物理在哪,我聽到都嚇 12/11 13:28 17F
iuvat 到了XDD 12/11 13:28 18F
Vulpix given curvature 也是複雜得很噁心…… 12/11 13:28 19F
iuvat 我的樓上指Ed大 12/11 13:28 20F
lucifier 12/11 13:29 21F
hvariables 那個方程式不是完整的理論就算解出來也無法解所有問題 12/11 13:29 22F
iuvat 回個arrenwu,基本上就是連續體的牛頓第二定律,但就是算不 12/11 13:31 23F
iuvat 出來,不過最近有用機器學習來結合力學計算減少計算量,算 12/11 13:31 24F
iuvat 是目前正在蓬勃發展的分析方法。 12/11 13:31 25F
a58524andy push 12/11 13:31 26F
arrenwu 算不出來的意思是「要算很久,久到天荒地老」嗎? 12/11 13:33 27F
drph 當代生命科學的問題是很多東西(或著說,大多東西)根本還沒“ 12/11 13:34 28F
drph 嘗試”認真用數學和物理模型解釋。也可以說太新太複雜,但事 12/11 13:34 29F
drph 實上就是這個很多學門都還很年輕、還在觀測現象的階段 12/11 13:34 30F
drph *這個領域很多學門都還太年輕 12/11 13:35 31F
StillAtNight 推強者我同學 12/11 13:35 32F
Ed860227 生物物理真的很麻煩,像我剛剛提到生物力學、電生理學 12/11 13:36 33F
Ed860227 ,會太理論的原因就是因為測量上困難度很大,例如:測d 12/11 13:36 34F
Ed860227 na結構要旋轉成這樣力學結構,所以才會很多都用程式模 12/11 13:36 35F
Ed860227 擬預測 12/11 13:36 36F
DarkyIsCat 12/11 13:37 37F
drph 比起炒股炒得很兇的那些生技題材,一些比較古早味的學門如生 12/11 13:37 38F
yulis 你很棒 12/11 13:37 39F
drph 態學反而使用數學模型的頻率都還比較高 12/11 13:37 40F
iuvat 回個h大,我部分支持你的看法,如果將Navier-Stokes equati 12/11 13:39 41F
iuvat on理解成連續體的牛頓第二定律,那所有因素考量便是會影響 12/11 13:39 42F
iuvat 其作用力項跟座標系的轉換,配上邊界條件跟連續體方程,我 12/11 13:40 43F
iuvat 個人支持可以解決大部分的問題(算的出來的話) 12/11 13:40 44F
iuvat 就生物物理來說,我覺得在當今速食文化的學界來說,會遇到 12/11 13:42 45F
iuvat 很困難的取捨XD大家還是要賺錢養實驗室XD連流力也都有這樣 12/11 13:42 46F
iuvat 的困擾,求快還是求質 12/11 13:42 47F
longtimens 好奇是需要參數太多算不出來?還是拿不到足夠需要的 12/11 13:43 48F
longtimens 參數算不出來,還是都是啊?? 12/11 13:43 49F
iuvat 然後關於算不出來的問題就是如果不提解析解,就數值解來說 12/11 13:44 50F
hanmas "算不出來“是什麼意思? 沒有analytical solution? pde 12/11 13:44 51F
iuvat ,問題是網格數量龐大收斂問題多這是偏電腦方面的問題,另 12/11 13:44 52F
Retangle 這東西再加上球座標跟旋轉座標就變大氣運動方程 更難 12/11 13:44 53F
hanmas 總是可以用演算法數值模擬的 simulation的error跟runtime 12/11 13:44 54F
iuvat 外就是如何定義邊界跟作用力的形式,用一個數學的方式去理 12/11 13:44 55F
hanmas 的關係是? 12/11 13:44 56F
iuvat 解不同的作用力,這是第二個難題 12/11 13:44 57F
iam1vol 12/11 13:44 58F
hvariables 問題在於牛頓力學本身就不是百分之百正確的理論 12/11 13:45 59F
hvariables 就算硬算出來可能還是會有理論無法解釋的現象 12/11 13:45 60F
iuvat 回h大,就這點我滿支持的,我的論述比較偏我暫時認為目前的 12/11 13:48 61F
iuvat 流體力學在連續體框架下應該滿足於古典力學,不過確實不保 12/11 13:48 62F
iuvat 12/11 13:48 63F
longtimens 喔喔!懂了 大概就是為什麼遊戲沒辦法做出完全符合現 12/11 13:49 64F
longtimens 實物理的虛擬世界的概念 12/11 13:49 65F
iuvat long大我看到物理精美的都會一邊讚嘆一邊覺得他們有病XD 12/11 13:49 66F
HeterCompute pde硬幹真的很不容易,電磁波真的算是好算的了 12/11 13:52 67F
dangerousair 趕快推假裝我看得懂 12/11 13:54 68F
butten986 現實是很殘酷的 12/11 14:03 69F
darkestnight 12/11 14:10 70F
yannicklatte 12/11 14:11 71F
fight40520 太美妙了 每個字我都看得懂 這篇文章我卻不知道在講什 12/11 14:14 72F
fight40520 12/11 14:14 73F
Khatru 飛機的事應該用牛頓就夠了,我可不認為要相對論修正或是 12/11 14:16 74F
Khatru 考慮量子的事 12/11 14:16 75F
yellowd54321 專業推 12/11 14:18 76F
dolp 12/11 14:21 77F
StayStyle 優秀 12/11 14:29 78F
hanmas 我覺得硬幹pde比找analytical solution可行多了 12/11 14:34 79F
但我個人偏喜好基礎科學(雖然是工院的),解析解對於物理意義上的理解會比 硬幹PDE來的顯著,所以我個人是覺得各有優缺點,但硬幹真的比較直觀XDD
darkdixen 太時代尖端了 得等某個爆炸性的突破才能高速再發展 12/11 14:48 80F
darkdixen 痛腳是 就算還沒找到最佳解 光是粗略估計的假說就很夠 12/11 14:49 81F
darkdixen 商業化 自然也沒太多錢錢 12/11 14:49 82F
darkdixen 想要最佳解->得等超級電腦->得等半導體突破->得等材料 12/11 14:52 83F
darkdixen 科學突破 QQ 12/11 14:52 84F
ADYex 12/11 14:56 85F
zxcapple0 12/11 14:59 86F
aegis91086 感動推,現在也還在在學習流力的相關研究,真的越學越 12/11 15:01 87F
aegis91086 複雜==感謝你的說明 12/11 15:01 88F
aegis91086 現在是pde和analytical solution都有啊,只是後者在計 12/11 15:05 89F
aegis91086 算流力的部份還是很謎,20,30年的發展下,到變化沒到 12/11 15:05 90F
aegis91086 多大 12/11 15:05 91F
歡迎加入這個被打入冷宮的大家庭
palapalanhu 真的 12/11 15:06 92F
Bigzha 推 跟我想的差不多 humu-humu 12/11 15:16 93F
Kokoro 12/11 15:18 94F
johnruby 12/11 15:29 95F
pbkfss 專業推一下 12/11 15:35 96F
SKTP 算不出來是在指沒有解析解的部分,模擬就是網格超細然後電腦 12/11 15:36 97F
SKTP 跑到死== 12/11 15:36 98F
Incentive 專業推 另外數值解算不出來就是值沒有收斂 12/11 15:46 99F
Incentive 沒有收斂則數學上數值解和解析解不等價 12/11 15:46 100F
Incentive 意思是數值方法算出來的東西和方程式的解 12/11 15:46 101F
Incentive 理論上要證明相同通常需要以收斂為條件 12/11 15:46 102F
aegis91086 網格也不是越細越好,網路在邊界層的厚度,需要使用對 12/11 15:54 103F
aegis91086 應湍流模式 12/11 15:54 104F
aegis91086 SKIP大大,可以去了解一下,網格獨立性分析,雖然固力 12/11 15:55 105F
aegis91086 比較常用 12/11 15:55 106F
我個人是覺得他真的非常難搞XDD不過我是做實驗跟理論分析的,完全不想糾結於計算上XDD
Jungle520 推 強者我同學 12/11 15:57 107F
aegis91086 而且不同方式,結果還會有些微不同,主要是看趨勢,但 12/11 15:58 108F
aegis91086 在實際應用也很夠了 12/11 15:58 109F
tim96tim 用心推 12/11 16:01 110F
windr 老實說看不太懂XD 但是給推 12/11 16:16 111F
windr 反正真的要飛上天載客要經過充分的模擬/實測就好了 12/11 16:18 112F
這個結論U質,請大家多多對於流力的學者們給點鼓勵XDDD
rusi472 先推 12/11 16:38 113F
beck600325 推 好厲害 12/11 17:01 114F
Julibea 推認真 12/11 17:01 115F
Vulpix 真的要追究起來,量子的"It just works."也是個大問題XD 12/11 17:18 116F
Vulpix 廣相也還有dark卡在那邊。但是現在物理就是一步步前進。 12/11 17:19 117F
Vulpix PDE的網格跟ODE差很多,很多東西不是那麼想當然耳。 12/11 17:20 118F
www54500 看不懂推 12/11 18:00 119F
jackliao1990 因為薛丁格微方解不出來 所以粒子處於疊加態 12/11 18:46 120F
create8 12/11 19:25 121F
song 推認真 12/11 20:50 122F
centriole 化工系路過,沒想到會在c-chat 看到Navier-Stokes這 12/11 20:57 123F
centriole 個詞XD 我到現在還都沒把他背起來。 12/11 20:57 124F
同為化工系的,我不推薦化工系認真學流力,找老闆有夠難找XDD
kinomon 12/11 21:49 125F
newclicker 補充一下第3點,科學人文章的問題; #1Vqi72kh (C_Chat) 12/11 22:59 126F
newclicker paigigi021對科學人該文的批評有點非戰之罪,有失公允 12/11 22:59 127F
newclicker 因為該網址是試閱性質,把期刊上的原文節錄一半而已 12/11 22:59 128F
newclicker https://sa.ylib.com/MagArticle.aspx?id=4745 12/11 22:59 129F
newclicker 注意到文章底下有一行: 12/11 22:59 130F
newclicker "欲閱讀全文請參閱科學人知識庫2020年第222期08月號" 12/11 22:59 131F
newclicker 12/11 22:59 132F
newclicker 而完整原文在此(英文版) https://j.mp/2W5Y4cQ 12/11 22:59 133F
newclicker 仔細看完後就知道,中文版試閱剛好就截斷在白努利和 12/11 22:59 134F
newclicker 牛頓第三定律的古典歷史分歧裡;原文後半其實還有提到 12/11 22:59 135F
newclicker 當代Computational Fluid Dynamics (CFD) 和 Navier- 12/11 22:59 136F
newclicker Stokes equations 以及近期更多先進研究、理論與著作 12/11 22:59 137F
newclicker 包含波音工程師 Doug McLean, 麻省理流體動力教授 12/11 22:59 138F
newclicker Mark Drela, 劍橋空氣動力學專家 Babinsky; 12/11 22:59 139F
newclicker 儘管相比古典理論,分歧的鴻溝似乎又更縮小了, 12/11 22:59 140F
newclicker 但依然存有例外和無法解釋的部份,因此他們最後的 12/11 22:59 141F
newclicker 結論還是回到文章開頭John D. Anderson 15年前那句話 12/11 22:59 142F
newclicker "There is no simple one-liner answer to this.” 12/11 22:59 143F
newclicker 補充古典圖解 https://i.imgur.com/ooPA23P.png 12/11 23:00 144F
https://i.imgur.com/ooPA23P.png 144F
newclicker 補充新論圖解 https://i.imgur.com/cGsoeWD.png 12/11 23:00 145F
https://i.imgur.com/cGsoeWD.png 145F
感謝大大補充,希望有各種對空氣動力學專精的大神們補充XDD小的做的尺度其實不在 那邊,寫起來不敢講太多怕錯。
※ 編輯: iuvat (67.194.226.75 美國), 12/12/2020 00:32:39
sflyman 數值解網格夠細就不用考慮紊流模式,DNS就可解,而紊流 12/13 11:25 146F
sflyman 本身的擾動量可以從數值的truncation error得到。但數值 12/13 11:25 147F
sflyman 解算的再精準,它一樣也只是某種意義上的「實驗解」而已 12/13 11:25 148F
sflyman ,沒有解析解就無法真正解釋。 12/13 11:25 149F
bqmmp 08/27 08:43 150F
rightbear 好文推 12/14 10:20 151F
NicoNeco 好文回來推 12/14 10:25 152F

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