第82章 西浙联动，论文双响（1/2）

新学期伊始的燕园，仿佛还沉浸在冬末春初的料峭与苏醒之中。未名湖畔的垂柳，枝条虽已软化，却仍吝啬地不肯吐出半点新绿，只在风中摇曳出一片朦胧的鹅黄意蕴。但张诚的书房内，气氛却早已是如火如荼。系统那高达百万积分与经验值的sss级任务奖励，如同高悬于顶的明灯，亦如催人奋进的号角，让他不敢有丝毫懈怠。

与徐海超院士的沟通异常顺利。对于张诚主动寻求更多、更深入科研参与的意愿，徐院士乃至整个联合培养导师小组都乐见其成。上学期末那五场漂亮的“理论攻坚战”，早已将张诚的“金字招牌”在十三校内部的小圈子里擦亮。如今，不再是需要他主动去“推销”自己，而是越来越多的项目负责人开始通过联合培养计划的渠道，隐晦或直接地表达出希望张诚能够介入的意愿。

很快，一份经过精心筛选、标注了项目难点和负责人联系方式的清单，便发送到了张诚的邮箱。清单上的项目数量比上学期更多，涉及的领域也更广，甚至出现了一些明显属于国家级重点研发计划子课题的项目。

张诚的目光，如同精准的导航系统，迅速锁定了前两个目标。这两个项目分别来自西安交通大学和浙江大学，恰好一西一东，且都与他近期思考的物理和工程应用前沿密切相关。

项目一（西安交通大学）：

名称：面向重型燃气轮机的高效冷却结构与热障涂层协同设计与寿命预测。

难点：项目组在涉及极端温度梯度、复杂气流与涂层烧结\/相变耦合作用下的多物理场建模中，对于涂层-基体界面在热-力-化学循环载荷下的微观损伤萌生与演化机制描述不清，导致寿命预测模型在长时可靠性评估上存在巨大偏差，严重制约了新一代高温部件的设计。

负责人：西交大能源与动力工程学院，郭永教授（工程热物理专家，以严谨乃至严苛着称）。

项目二（浙江大学）：

名称：基于新型智能材料的软体机器人高精度动态建模与控制策略研究。

难点：项目组采用的介电弹性体（de）等智能材料具有显着的材料非线性、率相关性和迟滞效应，传统基于线性化或简单非线性假设的动力学模型无法准确描述其大变形、快响应下的动态行为，导致基于模型的控制算法精度不足，限制了软体机器人在精细操作领域的应用。

负责人：浙大控制科学与工程学院，陆朝阳教授（年轻有为，思路活跃，擅长跨学科融合）。

没有犹豫，张诚立刻通过邮件分别与郭教授和陆教授取得了联系，并预约了初步的视频会议。

与郭永教授的视频会议，气氛如同他研究的领域一般“高温高压”。郭教授年约五旬，头发梳理得一丝不苟，面容严肃，眼神锐利，隔着屏幕都能感受到那股工程学家特有的务实与精确至上的气场。

“张诚同学，你的情况徐院士大致介绍过。”郭教授开门见山，没有任何寒暄，“我们这个问题，是‘硬骨头’。界面损伤涉及微观力学、材料物理化学、传热学多个学科的交叉，现有模型要么过于理想化，要么计算量无法承受工程迭代的需求。我需要的是一个在物理上足够深刻、在数学上足够严谨，并且最终能够‘算得动’、‘用得上的理论框架。你确定你的数学工具，能切入到这么具体的工程物理问题中来？”

挑战意味十足。

张诚并未被对方的气势所慑，他沉稳地回答：“郭教授，我无法保证一定成功，但我对多物理场耦合、跨尺度建模以及非线性力学有一些基础。能否请您更具体地展示一下目前模型在哪些典型工况下失效，以及失效时界面应力场、损伤变量与实验观测的主要差异？”

这个问题直接命中了郭教授团队当前的痛点。他示意旁边的助手调出了几张复杂的云图和数据曲线，详细指出了在特定冷却气流冲击和高温保持条件下，模型预测的界面应力集中位置与实际观测到的微裂纹萌生位置存在系统性偏移，并且预测的损伤演化速度远低于实际情况。

“我们怀疑问题出在对于界面附近，由于材料属性突变和热失配导致的非常规应力场，以及高温下界面扩散行为对损伤演化的加速效应，描述不足。”郭教授总结道，语气凝重。

张诚一边聆听，大脑一边飞速运转。他意识到，这不仅仅是一个力学问题，更是一个涉及非平衡态热力学和微观输运过程的物理问题。传统的连续介质力学框架在界面这种本征不连续区域需要引入更精细的物理模型。他联想到了在物理等级提升后，脑海中更加清晰的关于相界面动力学和不可逆过程热力学的一些知识。

“郭教授，”张诚沉吟片刻后开口，“或许我们可以尝试跳出纯力学的框架，将界面视为一个具有特定厚度和物理化学活性的‘内边界层’，引入描述物质扩散和能量耗散的通量方程，与力学平衡方程进行强耦合。这可能会增加模型的复杂性，但或许能更本质地捕捉到热-力-化学耦合的损伤机制。”

他简要地在电子白板上画出了几个核心方程耦合的示意图，指出了关键的非线性项和可能的简化方向。

视频那头沉默了片刻。郭教授紧盯着白板上的草图，眉头紧锁，似乎在快速推演其可行性。他团队里的几位博士生和青年教师也露出了深思的表情。

“……有点意思。”良久，郭教授才缓缓开口，语气虽然依旧严肃，但之前的质疑淡化了不少，“这个思路确实与我们之前的方向不同。张诚同学，看来你对物理图像的理解比我想象的要深。这样，我给你一周时间，你基于这个思路，给出一个更详细的理论框架草案，包括主要控制方程、关键参数及其物理意义、以及初步的数值离散化思路。如果能通过我们的初步审核，欢迎你加入项目组。”

“好的，郭教授，我会尽快完成。”张诚平静地应下。这第一关，算是初步通过了。

紧接着与浙大陆朝阳教授的视频会议，则完全是另一种风格。陆教授年轻，约莫三十五六岁，穿着休闲衬衫，笑容富有感染力，背景是堆满了各种机械臂和软体机器人原型的工作台。

“张诚！久仰大名！”陆教授热情洋溢，“我们这边是搞机器人的，就喜欢能打破砂锅问到底、把理论根基打牢的伙伴！软体机器人这玩意儿，材料太‘调皮’，模型老是跟不上它的‘舞步’，头疼得很！”

他生动地比喻着，并展示了几个软体抓手在快速抓取不同形状物体时，由于模型失准导致控制失败的视频案例。“你看，这时候它就像喝醉了酒，完全不听使唤。我们需要一个能描述它‘醉酒’状态的数学模型，然后才能想办法让它‘清醒’过来。”

张诚被他的幽默感染，也笑了笑，随即切入正题：“陆教授，介电弹性体的非线性、率相关和迟滞，确实是非常复杂的特性。我注意到你们目前尝试的模型，似乎主要是基于某种唯象的非线性弹簧-阻尼器组合？”

“对，但效果不理想，参数辨识困难，而且外推性差。”

“或许，我们可以从材料的本构关系入手，尝试构建一个基于连续介质力学和热动力学框架的、内嵌率相关和迟滞效应的本构模型。”张诚提出了方向，“比如，借鉴一些处理粘弹性材料和形状记忆合金的理论工具，将其推广到介电弹性体在电场和机械场耦合下的情况。这样的模型物理机制更清晰，参数可能更有物理意义，也更容易与基于物理的控制策略（如基于能量的控制）结合。”

“基于物理的本构模型？与能量控制结合？”陆教授眼睛一亮，“这个方向好！我们之前也想过，但数学上太难啃，一直没找到合适的人。张诚，你要是能把这个模型的理论基础搭建起来，那对我们来说就是雪中送炭！别一周了，资料我现在就发你，你有任何想法，随时找我讨论！我们这边仿真和实验平台都是现成的，可以快速验证！”

两位教授，两种风格，但都给予了张诚宝贵的入门机会和充分的期待。

接下来的日子，张诚进入了高强度、双线并行的研究状态。他的书房仿佛成了两个前沿项目的远程指挥中心。

对于西交大的燃气轮机项目，他深入研读了界面力学、高温氧化、扩散动力学等相关文献，开始构建那个“内边界层”模型。这个过程极其繁复，需要将质量扩散方程、热量方程与力学平衡方程在移动边界条件下进行耦合，并合理简化。他遇到了多个数学上的困难，尤其是在处理耦合项的非线性以及确定界面层厚度演化规律时。他不得不频繁地与脑海中的数学知识（特别是偏微分方程理论和渐近分析）以及新提升的物理直觉进行碰撞。

书桌上的草稿纸迅速堆积起来，上面写满了复杂的张量运算、量纲分析和近似推导。他甚至动用了系统积分兑换了一支【中级精力药剂】，以维持这种高强度的逻辑推演。