科技:走向星辰大海

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第55章 计算模型的颠覆性优化

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叶辰提出的“缺陷态导致高损耗”的猜想,如同在平静的死水中投入了一块巨石,瞬间激起了项目组的研发热情。理论组立刻着手按照他的思路,开始修改模拟程序,引入结构畸变参数,计算缺陷模式的产生条件和分布。

然而,新的问题接踵而至。

原有的计算模型,是基于传统的有限元法或时域有限差分法,这些方法虽然通用,但在处理涉及拓扑性质和大量随机微小畸变的复杂结构时,计算量会变得极其庞大,甚至到了难以承受的地步。

理论组组长,一位姓周的研究员,皱着眉头向沈宏和叶辰汇报:“沈主任,叶顾问,我们尝试了引入畸变,但计算资源消耗呈指数级增长。要得到有统计意义的结果,以我们现有的计算资源,恐怕需要连续运行数周甚至更久……这太不现实了。”

会议室里刚刚燃起的希望之火,仿佛又被浇上了一盆冷水。思路是对的,但技术手段跟不上,一切都是空谈。

所有人的目光再次投向了叶辰。这个年轻人已经创造了一次奇迹,他还能有办法吗?

叶辰沉吟片刻。他前世作为顶尖项目负责人,对各类计算模拟方法了如指掌。传统的有限元法和时域差分法在处理这类问题时确实笨重。

他脑海中迅速闪过几种可能的替代方案,并结合这个具体问题的物理特性(具有特定的对称性和边界条件),一个更加高效、甚至可称为“颠覆性”的优化方案逐渐清晰。

“周老师,或许我们可以换一个思路。”叶辰再次走到白板前,“我们的波导结构具有特定的空间对称性,而且我们关心的并不是瞬态响应,而是稳态的本征模式分布,尤其是那些局域在缺陷附近的状态。”

他拿起笔,开始勾勒一个新的计算框架。

“我们可以尝试采用**紧束缚近似(tight-binding Approximation)结合格林函数(Greens Function)的方法**。”他写下几个关键公式,“将完整的波导结构,视作由许多‘原子’(基元)组成的晶格,用一组参数来描述‘原子’之间的‘ hopping ’(跳跃积分)。结构畸变,则可以通过微调这些局域的 hopping 参数来引入。”

他一边写一边解释:“这样做的好处是,我们可以将问题从求解庞大的偏微分方程组,转化为处理一个非常稀疏的矩阵的本征值问题。计算量会大大降低。然后,再利用格林函数方法,直接计算在特定频率下,缺陷附近的局域态密度(LdoS),这正好直接对应了我们关心的损耗机制!”

这套方法,将连续的问题离散化,并充分利用了体系的对称性和所关心物理量的特殊性,精准地绕开了传统方法计算量大的痛点。

周研究员听着听着,眼睛越瞪越大,呼吸都变得急促起来!他是计算物理出身,立刻就明白了叶辰这套方案的巧妙和高效之处!这简直是量身定做!不,这甚至是超越了他现有认知的一种建模思路!

“妙啊!太妙了!”周研究员忍不住拍案叫绝,“将连续介质离散成紧束缚模型,用格林函数直接戳中要害!这思路……这思路简直绝了!计算量至少能降低两个数量级!”

其他理论组成员也纷纷反应过来,脸上充满了震撼和兴奋。他们看向叶辰的眼神,已经像是在看一个怪物。这真的只是一个高中生吗?他对计算物理的理解和运用,简直达到了大师级的水准!

沈宏副主任虽然对具体数学细节不甚明了,但看到周研究员等人那激动万分、如同发现新大陆的表情,就知道叶辰又一次给出了关键的解决方案。

“就按叶顾问说的办!”沈宏当机立断,“周组长,你亲自带队,全力攻关,尽快把新模型搭建起来,进行验证计算!”

“是!保证完成任务!”周研究员激动地领命,带着组员们风风火火地冲回了办公室,迫不及待地要将叶辰的理论付诸实践。

叶辰看着他们离去的背影,神色依旧平静。这套方法在他前世算不得多么惊世骇俗,只是针对特定问题的有效工具之一。但放在当前的环境和问题上,却产生了颠覆性的效果。

【提出颠覆性计算模型优化方案,极大提升科研效率,获得经验值800点!文明点数200点!】

【获得项目组理论核心人员的高度敬佩,智力隐性提升!】

【“文明火种”传承理念——知识即力量,得到深刻体现!】

系统的奖励再次确认了他的贡献。

短短几天,叶辰先是一语道破天机,指出了问题的物理本质,紧接着又提供了攻克技术难关的利器。

他用自己的实力,彻底征服了这个国家级实验室的项目组。

不再有人把他当成需要照顾的“晚辈”或“关系户”,而是真正将他视为了可以平等交流、甚至能够指引方向的“顾问”。

计算模型的颠覆性优化,不仅解决了项目燃眉之急,更让叶辰在这个顶尖科研平台上,站稳了脚跟。

他的价值,正在被飞速重估。

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