自然的規律有一定法則，如萬有引力；而自然的現象常是美麗的，如日升日落。歷史的軌跡順著這兩種現象推進。物理根據自然規律訂定許多法則和模型，數學解決法則和模型的存在性和唯一性，計算機算出自然的樣貌。但同時人類根據自然的美，發展出不同風貌的藝術，充分表現人類的美感，計算機也根據不同法則，模擬出美麗的創作。本文以計算量子流體力學出發，說明它在工程上-飛機研發的運用，和在傳統文化上-書法的呈現。從而表現計算量子流體力學在現實與藝術之結合。

　　風在動、水在流，流體的運動一直是大自然運行的主角之一。人類運用流體運動所產生的力量，建造了船和飛機。但流體給予船和飛機的升力，同時也給予阻力，如何增加升力和減少阻力，一直是流體力學探討之主要課題。隨著計算機硬體的進步，計算流體力學成了船和飛機研發的主要學科之一。同時量子流體力學也成了探討奈米噴嘴之組成、動態及量子能之主要工具。

　　現今科技發達，空戰可以說是決定戰爭勝敗的關鍵因素，因此世界各個先進的國家正積極研發新式戰爭武器。其中，戰機是目前主要的戰爭先鋒，為了在空中與敵方纏鬥與威脅對方戰機，是必要提高機動性與空氣動力的性能，尤其在高攻角飛行狀態更是一項艱困的挑戰。林教授和他的研究團隊探討現代多用途戰機氣動特性之影響，及在高攻角時採取具有挑戰性的氣動力控制。首先是使用計算流體力學進行戰機氣動力外型流場之數值模擬（圖一），模擬結果分析升力、阻力、俯仰力矩，進而提高戰機的機動性與氣動力性能。目前林教授團隊聚焦於結合計算流力和人工智慧運用在飛機設計之研發，戰機在高攻角飛行狀態下，做簡協周期運動，使用計算流力分析升力、阻力、俯仰力矩；並用人工智慧設計兩種最佳化程式:類神經網路和下山單體法（Nelder-Mead）最佳化，參數化氣動力系數與分析運動的穩定性。

圖一：戰機流場。

　　量子奈米噴嘴在現代化的工業是一個相當重要的元件，例如：奈米電路、奈米推進系統、蝕刻技術、質量光譜儀和量子感測器等。林教授團隊使用量子流體力學研究奈米尺度下，雙孔噴流之組成、動態及量子能之變化。研究發現從低的量子雷諾數到小於100量子雷諾數，量子噴嘴流場結構波的特性很強（圖二）。當量子雷諾數增大時，分支會遠離噴嘴出口。最後當量子雷諾數非常大時，流場就變成二個互不相干的噴流結構，這和古典的流體力學相當接近。本研究目的在於提供一個基礎理論，了解量子奈米噴嘴在不同的操作環境下的物理現象，並作為未來不同應用領域設計及最佳化的工具。

圖二：量子雷諾數=9之密度分佈。

　　處於科技迅速發展的時代中，生活環境與文化潮流多彩多姿，傳統文化相對漸漸開始被邊緣化甚至淡忘的命運，由於使用上的低方便性及難以捉摸的技巧，使人們慢慢地對它生疏，傳統的水墨文化亦淪為其中。因此如何運用現在快速進步的科技與傳統文化作搭配，提升其方便性，增加使用上之簡易性，也同時具有趣味性，是一個非常實際的議題。林教授團隊利用計算流體力學模擬墨水在不同紙張的流動、滲透和宣染效果，並將其數據結果用一個全新簡單的操作介面，呈現水墨在書法和國畫。團隊也透過力學分析「永」字八種筆法（圖三）和國畫宣染的效果完成數位毛筆的軟體和硬體架構，希望能夠藉由本研究將以往傳統的水墨文化帶入現今科技的時代之中，這不僅能夠讓人繼續接觸水墨彩繪之文化的美，也能夠不失去傳統的理念繼續跟隨著科技的腳步一同繼承下去，並且也能夠在這軟硬體的搭配之下找到不同且具有創意的繪製技巧，讓每個人都可以從中學習水墨藝術的力與美。

圖三：永字八種筆法。

　　林教授和他的團隊，以計算流體力學出發探討兩個領域。在工程上,結合人工智慧運用在飛機設計之研發，在傳統文化上,結合墨水在不同紙張的流動模型和數位毛筆硬體設計呈現書法和國畫力與美。從而表現計算流體力學在現實與藝術之世界。