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栗亚波的猜测,算是一个分子动力学,乃至于整个微观物理领域比较常见的现象。
由于无规则热运动的存在,单个分子在极短时间内的运动特性是无法精确预测的。
但当大量分子组成宏观物质之后,就有了相对稳定的表观物理特征。
就比如刚才常浩南提到过的分子模拟。
如果只针对一个或者十個分子,研究它或者它们在下一个晶格弛豫时间内的动作,那就算整个过程完全正确,结果也大概率跟实验结果风马牛不相及。
但如果把研究对象的规模和研究时间的数量级都提高一些,那即便在定量层面上还是非常离谱,往往还是能在定性层面上起到指导作用的。
不过,具体到刚刚二人探讨的这个现象上面,这种解释似乎有点牵强。
因为10s,对于分子运动来说,已经是一个相当漫长的“宏观时间”了,加上研究对象也是表面附近的多层分子,应该足够把布朗运动带来的误差给抵消掉。
想到这里,常浩南重新放下了已经拎起来的公文包,回到栗亚波身后:
“我来看一下模拟结果。”
这年头的普通pc运行速度有限,要想打开torchultiphysics或者aterialsstudio这类复杂程度比较高、甚至还带有图形界面的数值计算软件且得等一段时间。
好在栗亚波虽然进实验室的时间不长,但习惯很好,有每次工作结束之后整理数据的习惯。
所以很快,一份excel数据表就呈现在了常浩南眼前。
甚至在关键位置还有模拟结果的截图。
“感觉……10s的结果也不是完全没规律啊……”
常浩南看着眼前密密麻麻的表格,觉得好像并没有自己想的那么夸张,于是问道:
“你有没有试过更短的照射时间,比如1s的情况?”
“嗯……在软件上面试过。”
栗亚波说着点进了excel文件的另一个工作表中:
“不过没办法进行实验对照,所以不能算是有效数据。”
“我们这台设备是连续激光源,不支持单次小于10s的辐照时间,说明书上说如果设定值小于5,那时间误差会变大,而且会对激光器造成不必要的高负荷。”
“另外,根据我之前搜集到的文献来看,2s或者更低的激光照射就没办法对cfrp板产生足够的导热效果了,根本实现不了有效加工。”
常浩南没有马上回答,而是又依序点进了另外几个工作表。
发现果然在1000s或者更长时间的模拟中,结果已经和实验数据拟合的相当不错。
当然,是物理学意义上的“不错”。
在分子物理中,r2值能到08就已经可以烧高香了,至于9开头,甚至是几个9的那种结果,属于做梦都不敢想的内容。
总之,至少在热加工方面,数值计算的精度已经比常浩南此前估计的好很多了。
那10s和100s的误差突然变大,或许可以解释为……
当高能射线照射到材料表面时,除了热效应之外,还有另外一种机理在同时对材料产生去除效果。
如果照射时间比较长,足够碳纤维将热量传导到内部,那么呈现在宏观层面上的效果就是以热效应为主。
所以数值计算的结果拟合良好。
而当照射时间很短的时候,热效应还来不及体现,或者来不及充分体现出来,这样此消彼长之下,另外一种机理的效果就体现了出来。
导致根据单纯热效应进行拟合的数值计算结果开始出现偏差。
而时间越短,热效应的成分越少,拟合结果也就越差。
合理。
非常合理。
这也是数值计算方法最主要的一个弱点。
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