18年，他终于揭开气泡能源学的未解之谜

①张阿漫在上课8年

②雕刻着气泡不同方程的终于之谜石头摆放在某试验场的精明位置。

③水下大型特种试验配置装备部署以气泡不同方程为中间机论教育建树。揭开

受访者供图

■本报记者 温才妃 通讯员 朱虹

普遍存在于做作界的气泡大巨细小的气泡，看似艰深，未解却搜罗着重大8年怪异以及威力。

大尺度气泡可能发生巨型海啸 ，终于之谜小尺度气泡可能将药物输送到靶向器官……变更多真个气泡行动受到数不胜数种因素的揭开影响 ，“精准探寻气泡的气泡行动纪律 ，从而操作气泡、未解运用气泡”8年迷信家百年来不懈的谋求 。

日前，终于之谜我国睁开的揭开水下大尺度低压气泡试验取患上乐成，哈尔滨工程大学教授张阿漫建树的气泡气泡不同方程作为本次试验的中间机论再次患上到验证。

往年3月，未解气泡不同方程在《流体物理》宣告并正式宣告问世 。被业内称为“Zhang方程”的气泡不同方程  ，以简洁详尽的数学公式揭开气泡能源学实际的未解之谜 。

追寻气泡行动纪律

“气泡怪异而变更多端，每一每一四两拨千斤，经由出人预料的巧劲 ，释放重大的能量。”张阿漫心中的气泡有着无穷的实力 。

早在1917年以及1949年 ，诺贝尔物理学奖取患上者瑞利以及迷信家普勒赛特等人先后建树并美满了不可缩短流场中单气泡脉动方程  ，但该方程仅预料了事实形态下的气泡行动纪律。1956年，美国迷信院院士凯勒等人在瑞利方程根基上推导了可缩短流场中单气泡脉动方程 ，这一方程更挨近气泡的做作纪律
，因此患上到普遍运用。

但18年前 ，张阿漫在钻研水下大尺度气泡能源学行动时 ，发现典型气泡方程的实际预料服从与物理试验之间仍存在较详尽向。为了找到其中的原因，张阿漫直接住进了试验室 
。

“他天天清晨1点睡、早上6点起  ，有了灵感在试验室一住便是半个多月，因此患了个‘张半月’的称谓 。”张阿漫的共事、哈尔滨工程大学教授郭君说。

正是这种坚持，让他迎来了曙光。2006年至2016年的10年间，张阿漫逐渐发现了前两个方程的规模性。

“气泡在水中不光会原地脉动 ，还会受到领土、多气泡、重力
、情景流场等物理因素的严正影响 ，爆发可缩短迁移行动。”张阿慢说，“要想更精确探寻气泡的行动纪律 ，就要搞清晰气泡在可缩短性流场中的迁移效应 ，这是最大的难点 。”

经由大批试验以及合计合成，张阿漫终于探明了重大条件下气泡系枚举念头理与纪律 ，而且有了建树气泡不同方程的开始想象。

构建自己的气泡能源学方程

声致发光是气泡的典型天气，即气泡在生临时逐渐爬坡 ，不断罗致能量，抵达峰顶的瞬间
，释放重大能量并绽开缤纷光线。这一厚积薄发的历程是张阿漫最为喜爱的物理天气 。

张阿漫愿望经由数学公式批注气泡行动的物理天气 ，将影响气泡行动的所有重大物理因素不同到一个方程中。但这是一个遥不可及的目的
，多少十年里该规模的迷信家都为之自动 ，却未曾经有突破性妨碍。

其后
，张阿漫也如其余人同样，在祖先的方程上不断做着修复，以期最挨近气泡的着实表白
，但服从总是事与愿违
。于是
，他有了斗果敢胆的想法——开拓新思绪，独创属于自己的气泡能源学方程 ！

另辟蹊径的第一步颇为难题。“要在实际上同时思考气泡脉动、迁移以及流场可缩短性，需要用到晃动方程挪移奇点的根基解，可是在已经宣告的文献中找不到谜底。”张阿漫请示了国内外良多驰名数学家
、力学迷信家 ，依然不患上到处置 。“不根基解就至关于盖房不砖 、开门不钥匙。”张阿漫作了一个斗果敢胆的抉择 ，“既然找不到谜底  ，咱们就计划一个”。

在实施这项难题使命的历程中，张阿漫总是随身照料条记本，一有好的想法就记下来
 ，多少年下来，条记逾越15万字，推导公式的演算纸摞起来有半米多高。他不断坚持一个定夺，尽管影响气泡能源学的因素数不胜数
，但气泡不同方程确定是很简洁的数学方式，这是揭示做作纪律的低级表白 。

2020年，张阿漫与团队成员在品评辩说近领土气泡行动时，猛然冒出一个原创的想法：“挪移点源的根基解 ，是否可用无穷多个牢靠点源的根基解叠加患上到？”

欢喜的张阿漫以及团队成员基于这个想法妨碍品评辩说，他们不断闯关——用无穷多个牢靠点源的根基解剖析出气泡挪移的历程，先后妄想了挪移点源以及偶极子的根基解 ，经由一再验证证明了其知足晃动方程。

张阿漫终于可能向导团队去推导可缩短流场中既思考径向脉动又思考迁移的气泡方程，大步向峰顶挺进 。

“咱们早就养成为了以及张阿漫教授同样的作息
，早8点到试验室、晚11点下班。有人在黑板上推导公式，有人在合计机上做合计合成
，有人跑到江西试验场做物理试验，这种高强度使命整整不断了两年
。”张阿漫团队中间成员说 。

当巨匠以为即将登顶时 ，一次核算发现，一个不被看重的步骤泛起瑕疵，导致前面的推导需要全副倾覆重来。

“星光不问赶路人 ，光阴不负分心人。”张阿漫不断给团队成员鼓气。钻研气泡多年的他们 ，以及善泡同样搜罗着无穷的性命力 。他们很快便调解好形态进入各自的脚色，推演出一个简洁 、详尽 、对于称的方程，又经由差距源
 、差距尺度以及差距情景下的上百次气泡试验 ，证明了该方程的精确性以及优异性
。

“张阿漫的这一方程解脱了传统方程的限度 
，是气泡实际上的严正突破
 ，在陆地、机械、医学以及性命迷信等诸多规模均具备紧张的实际以及运用价钱
。”武汉大学教授季斌展现。

气泡能源学多位威信专家对于该方程作出评估
，中国迷信院力学所钻研员王一伟展现  ，“这一实际可为深入气泡机理钻研提供紧张的新思绪以及新工具。”

有了向深海进军的底气

在我国南海某海域，以气泡不同方程为中间机论教育的深海勘探试验正在妨碍。由张阿漫团队自主研发的低压气枪在物探船的牵引下 ，泛起出经由方程精准合计过的阵列
。

“三、二、1！”随着口令下达，重大的爆炸声激发清白的浪花，低压气枪阵列向海底精准收回压力波 ，经由对于回弹反射波的合成，钻研职员可能测算出海底是否有可燃冰 、煤油等珍贵陆地资源。

“低压气枪阵列对于深远洋勘探，好比猎人手中的猎枪。临时以来，我国不断进口低压气枪 
，不光价钱高尚，品质也不是开始进的，且中间技术受发达国家封锁  。”张阿漫介绍，低压气枪阵列的基源头根基理本性上便是气泡群的脉动以及迁移
，有了气泡不同方程，咱们不光可能自主研发多方面功能优于外洋产物的低压气枪，原本技术职员很难取患上的最事实气枪阵列，也可能经由反演算法精准合计取患上。

张阿漫介绍 ，哈尔滨工程大学当初正在妄想研发超深海勘探的新型低频大容量低压气枪，“低频气枪象征着可能探测患上更深更远 ，取患上高精度的反射波信号 ，在南海下面再找出一个‘南海’”。

相关论文信息 ：

https://doi.org/10.1126/science.adi3416