荷花能源研究院,深夜。
池宏独自一人坐在中控室里,面前巨大的屏幕上,滚动着一行行复杂的实验数据。
自从白明辉他们发现了那种高强度的高熵合金后,整个研究院都陷入了一种“阶段性胜利”的乐观情绪中。
只有池宏,眉头越锁越紧。
“硬抗”的思路,从【第一性原理】的角度看,就是一条歧路。
他摊开一本空白的笔记本,试图从零开始,重新构建解决“呼吸效应”的模型。
“问题的本质,不是材料不够‘硬’,而是应力无法有效疏导。”
“既然无法消除应力,那能不能……让材料本身,去适应这种应力?”
他想起了自然界中的竹子。
中空的结构,加上竹节的强化,让它既能承受巨大的弯曲应力,又能保持轻盈和韧性。
“柔性结构?梯度材料?仿生设计?”
一个个全新的念头在他脑中闪现。
但每一个念头背后,都意味着一个更加庞大的、多物理场耦合的复杂计算模型。
“启动脑内实验。”
他闭上眼,【万物流转之心】高速运转。
之前用万物流转做脑内实验时,都会针对性的做一些简化,抓大放小。
针对小型固态电池问题时,忽略物理部分,只需要考虑化学;
研究机械时,也是把对象当作不会变形的刚体。
而现在,对于大型固态电池,要同时考虑物理和化学。
一个前所未有的复杂世界在他意识中展开。
在这里,每一个原子都同时受到化学键力和机械应力的双重作用。
材料的弹性模量、泊松比、屈服强度、塑性形变……
这些原本属于固体力学范畴的参数,与锂离子的扩散系数、电化学反应速率、界面阻抗等化学参数,纠缠在一起。
多一个变量,计算量就呈指数级暴增。
而且,它们之间还会相互影响。
温度升高,材料变软,离子扩散加快,但副反应也加剧。
应力集中,可能诱发微裂纹,而裂纹的扩展,又会反过来改变局部的电化学环境。
这就进入了断裂力学的范畴,应力强度因子、断裂韧性、疲劳裂纹扩展速率……
无数的变量,如同一个无穷无尽的迷宫,让他的大脑不堪重负。
仅仅尝试了十分钟,池宏猛地睁开眼。
眼前一片血红,太阳穴突突直跳,仿佛要炸开一般。
“咳……”
他剧烈地咳嗽起来,感觉喉咙里一股腥甜。
“我可没有写轮眼,开不了万花筒。”
他自嘲地笑了笑,强行停下了脑内实验。
看来,有些坎,光靠他的大脑,是算不过去的。
还得靠真实的实验数据,来提供“锚点”,减少计算的搜索空间。
看来,物理实验是绕不开的路。
……
第二天,当池宏在系统里查看最新的实验报告时,一个意外的发现,让他精神一振。
【天工开物】的任务进度,又往前跳了一大截。
【702/1000】
“嗯?我们这边的实验,昨天只完成了三组啊?”
他点开详细报告。
发现多出来的几十份报告,数据源清晰地标注着——
【劳伦斯伯克利国家实验室】
“他们竟然……真的开始做那四百个烧钱的实验了?”
池宏终于确认,刘洋不仅带走了他那份黑笔写的实验方案,连他自己都没舍得做、只用红笔标记在草稿上的那部分,也一并“顺”走了。
看来是偷拍了。
池宏哭笑不得。
当初他设计那四百个“高成本”实验,更多的是出于一种研究初期的探索。
但在冷静下来,尤其是意识到“硬抗”思路的局限性后,他已经将这部分实验的优先级,排到了最后。
在他看来,这些实验,更像是土豪才能玩得起的游戏,性价比极低。
“难道他们真没看出来,这条路走不通?”
“还是说,他们真的财大气粗到,不计成本——”
“就为了做出一个完全无法商业化的‘样品’,来维护自己世界第一的脸面?”
不管如何,【天工开物】的任务进度,正在以一种他从未设想过的速度,飞快上涨。
那边,刘洋带队,完成了六百项基础实验。
现在,又马不停蹄地,开始啃那四百项“硬骨头”。
自己这边,白明辉他们也完成了一百多个验证性实验。
加起来,已经超过了七百项。
“照这个速度,年底之前,这个史诗级任务,说不定真能完成了。”
他点开那些来自伯克利的实验报告,看得津津有味。
高分辨透射电镜下的原子级形貌图、同步辐射光源捕捉到的锂离子输运轨迹、极端温度下的循环性能曲线……
每一个数据,都来自世界最顶级的设备,精准、可靠。
这些,都是他之前舍不得花钱的昂贵实验。
现在,却一份份整整齐齐地,摆在了他的面前。
“这些参数,都是宝贵的财富啊。”
“可不能辜负了米勒博士和雪佛龙的一片心意啊。”
池宏一边感叹,一边将这些宝贵的参数,一一记下,存入自己的数据库。
这些数据,虽然无法直接解决问题,但却极大地丰富了他对材料性能边界的认知。
将来总有一天能用到。
只是让池宏没想到的是,这一天很快就到来了。
……
既然脑内实验走不通,物理实验又太烧钱。
池宏再次从【第一性原理】出发,寻找新的破局之路。
“万物皆为代码。”
他在亚当斯奖的领奖台上,曾说过这句话。
既然物理世界的多场耦合问题,暂时无法用纯粹的脑力去穷举。
那能不能……用代码,去模拟它?
一个念头,如同闪电般划过他的脑海。
有限元分析(FEA)。
他想起了当初为金川建设设计体育馆时,使用的那种将复杂结构离散化为无数个微小单元,再通过计算机求解近似解的方法。
只是,当时的软件和硬件,都充满了局限。
硬件方面,他用的是宋婉瑶借给他的那台华硕笔记本。
而现在,他已是青华大学计算机系的老师,是屈院士最得意的门生。
“借用一下学校的计算资源,应该……问题不大吧?”
【超忆架构】瞬间调出了青华大学高性能计算中心的相关资料。
2007年的青华,虽然还没有后世那些动辄千万亿次的超级计算机。
但其实力,在国内依旧是顶尖的存在。
“探索100”集群计算机,拥有数千个处理器核心,峰值计算能力达到每秒数万亿次。
虽然无法和几十年后的超算相提并论,但用来求解一个电池的力学模型,应该问题不大。
硬件,有了着落。
但软件,才是真正的难题。
市面上主流的有限元软件,如Ansys、Abaqus,在2007年,其核心优势都集中在线性结构分析上。
对于固态电池这种涉及材料塑性、大变形、接触非线性的复杂问题,计算能力和精度都捉襟见肘。
更别提,还要将固体力学与Fluent这类计算流体动力学(CFD)软件进行耦合,模拟电解质的流动和热量的传导。
这在当时,几乎是不可能完成的任务。
“既然没有,那就自己写一个。”
池宏的眼中,燃起了久违的、属于程序员的火焰。
他有这个底气。
【超忆架构】里,存储着所有必需的理论知识。
【万物流转之心】,则能让他在脑中,以超越一切CPU的速度,去构建、调试、优化算法的底层框架。
【第一性原理】,更是让他能够洞穿所有复杂物理现象的本质,用最简洁、最高效的数学语言去描述它们。
这些,都将成为他打造这款终极仿真软件的基石。
懂原理的没他会编程,会编程的没他有经验。
说干就干。
他将公司的所有事务,再次甩给了沈韵诗和高承宣。
自己则一头扎进了CIMS中心的图书馆,重新拿起了那些最基础的教科书。
《理论力学》、《材料力学》、《弹性力学》、《塑性力学》。
《有限元方法》、《计算结构力学》、《计算流体力学》。
《热力学》、《电化学原理》。
他废寝忘食,将所有的理论知识,在【第一性原理】的指引下,重新咀嚼、消化、打散、重构。
然后,用C++,将它们一行行地,翻译成计算机能够理解的语言。
接下来的一个月,池宏彻底消失在了所有人的视野里。
池塘科技的员工们,只知道老板又在“闭关”。
“池总这次……又是在搞什么大动作?”
邵雨晴看着对面那扇紧闭的办公室门,小声问沈韵诗。
“嗯,说是有个新想法,要写个软件。”沈韵诗头也不抬地处理着文件。
“他自己写吗?”邵雨晴有些好奇,“之前他可是只做架构,把敲代码的事都交给我……”
这时,冯烨磊凑了过来,脸上写满了兴奋。
“老大终于要亲自下场写代码了?!”
“我跟你们说,看老大写代码,那简直就是一种艺术享受。”
“那逻辑,那结构……啧啧……”
“有那么夸张吗?”邵雨晴撇了撇嘴,忽然意识到了什么,惊呼道: