近期,很荣幸有机会前往中国科学院地质与地球物理研究所参加了由苏黎世联邦理工学院Prof. Dr. Taras Gerya主讲的地球动力学二相流数值模拟的短课。。
课程从最基础的连续介质力学、质量守恒、Stokes 方程,到后面的两相流、Darcy方程、黏弹塑性流变,很多内容以前只是零散地接触过,但这次第一次去尝试理解这些公式部分背后蕴含的物理意义,自己动笔去推导公式。我认为这个过程是夯实数理基础的过程,尤其是对于科研而言,了解底层的原理,才能发现问题,解决问题
之前做机器学习预测黏度的时候,我更多关注的是“如何提高预测精度”,比如压力、温度、成分对黏度的影响,以及不同模型之间的差异。但这次学习之后,我开始更多思考:
“预测出来的黏度最后到底能用来做什么?”
在参数化模型中,黏度其实直接决定了地核,地幔以及岩浆洋的温度演化结果,是非常重要的参数之一。特别是在学习两相流理论之后,对这一点感触很明显。在达西方程中,熔体黏度会直接影响熔体迁移速度。这个地方让我第一次比较清楚地意识到,自己现在做的机器学习黏度模型,其实是可以真正嵌入到地球动力学模型中的,而不只是停留在“预测一个数值”。
另外,课程中还涉及了很多以前只停留在“定义层面”的物理量。之前学习时,更多是记住公式和符号,但这次开始真正去理解为什么要这样定义,以及这些物理量之间是如何联系起来的。尤其是在学习 staggered grid、应力张量以及去理解欧拉视角和拉格朗日视角时,会逐渐发现,很多看起来复杂的数值模拟,本质上其实都是在描述地球内部真实的物理过程。
对我来说,这次交流最大的收获,不只是学习了一些新的理论和公式,而是开始逐渐把自己的研究和更大的地球动力学问题联系起来。以前更多关注的是数据和模型本身,现在会开始思考这些模型如何真正用于理解地球内部过程。。
此外,这次课程也不仅仅停留在知识层面。我其实也学习了如何主动和老师、同学建立沟通。以前总会因为不自信或者不太擅长社交而有所顾虑,但这次也慢慢意识到,学术交流本身也是科研中非常重要的一部分。虽然自己在这方面还有很多需要提升的地方,但也希望之后能够更加主动、更加从容地参与到交流与讨论中。


