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学术大师的言传身教

教育时讯 光明日报 2017-08-07 14:12:41
[摘要]吴仲华先生是国际公认的叶轮机械三元流动理论的创立者和奠基人、杰出的工程热物理学家,他在清华大学创立了我国第一个燃气轮机专业。

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(图片来源于百度)

  我有幸较早地接触吴先生。1956年,我还在苏联莫斯科包曼大学学习,遇到吴先生带队到苏联考察访问,我成了吴先生的翻译,跟随吴先生访问多个地方。后来,吴先生要求我毕业后到中国科学院动力研究室工作,事未成,我被分配到清华大学,吴先生是清华大学燃气轮机教研室主任,我是教研组秘书,直到吴先生离开清华。

  吴仲华先生是国际公认的叶轮机械三元流动理论的创立者和奠基人、杰出的工程热物理学家,他在清华大学创立了我国第一个燃气轮机专业。

  1950年,吴先生发表了论文《轴流、径流和混流式亚音速与超音速叶轮机械中三元流动的普遍理论》,创立了国际公认的叶轮机械三元流动通用理论。20世纪90年代美国机械工程师学会国际燃气轮机学术大会评论道:20世纪50年代初期,国际叶轮机械界发生两件大事:计算机的发明、应用和叶轮机械吴氏通用理论的创立,促进了叶轮机械的发展。

  政治冲击始终没有动摇吴先生对祖国的热爱,也没有影响他对科学事业的信念。在科学研究方面,他组织完成了航空部“高性能推进系统工程预研”中的多个课题,又主持了国家自然科学基金“工程热物理中关键问题的研究”重大项目,并具体负责其中“热机气动热力学”部分的研究。在此过程中,他继续发展自己的叶轮机械通用理论,提出了“求解叶轮机械S1和S2流面跨声速流动的新方法”。

  二十世纪七八十年代,吴先生前瞻性地以“从能源科学技术看解决能源危机的出路”为题,提出总能系统、合理梯级利用能源、发展燃气蒸汽联合循环等。总能系统是能源系统可持续发展的重大方向,从“温度对口梯级利用”发展为化学成分对口梯级利用,在进一步发展为各种能源的协同利用,尤其是化石能源和可再生能源的协同利用,对我国能源系统有重大意义。如利用太阳能加热蒸汽循环的给水可提高燃煤蒸汽发电系统的效率,用风力发电电解水制氢制氧和煤化工耦合,可提高效率、大幅度减排CO2,用氢氧燃烧进一步提高超临界蒸汽的温度到1400~1500℃,使蒸汽郎肯循环的效率提高到60%多,出力增加50%以上,外燃和内燃相结合,使氢气站在煤的肩膀上发挥作用,此外,这种多元化的总能系统概念能进一步推广到能源和工业,社会与经济系统,有巨大的战略潜力。

  吴先生是学术大师,也是我国工程热物理学、航空发动机学术界杰出的国际代表。由于杰出的贡献,他在国内外享有崇高的荣誉和地位。他于1957年、1982年两次荣获国家自然科学奖二等奖;1975年获中国科学院重大成果奖,1978年获得全国科学大会优秀成果奖,1987年获中国机械工程学会金奖。1981—1992年任中国科学院主席团执行主席,1992年4月起任名誉主席;吴先生还曾任第三届全国政协委员,第六、七届全国人大代表、全国人大常委会委员,长期担任中国工程热物理学会理事长,中国机械工程学会、航空学会、力学学会副理事长等。在国际上,他创立的叶轮机械三元流动理论,已被公认为“吴氏通用理论”,其主要方程被称为“吴氏方程”。今年(2017)在美国召开的国际燃气轮机学术大会上,国际知名的叶轮机械专家,剑桥大学J.D.Denton教授在他的学术报告中只提到了一个人的工作,那就是吴先生,Denton教授认为吴先生20世纪50年代提出的学术思想至今仍是直指物理本质的真知灼见。

  吴仲华先生对国家、产业界、学界在学科建设和人才培养上的贡献是多方面的。我仅就自己所接触的方面谈一些自己的感受。

  1.吴先生在清华大学的教育教学实践和办学思想

  吴先生在燃气轮机专业率先提出了培养“研究”人才的教学思想,因此他强调基础理论教育,要求学生除了加强数学、力学学习外,特别强调要学好工程热力学、流体力学、传热传质学、燃烧学等专业基础课;为保证这些基础课和专业基础学科的教学质量,他亲自制订教学计划并聘请一流专家来授课,组织专题课以澄清工程热力学基本概念。他要求青年教师、科研人员和学生一起听课,上习题课、交作业;他重视实验室建设,亲自兼任实验室主任,建立了包括叶栅风洞、小型燃气轮机等实验装置;他举办训练班,派送退伍军人、工人到航空发动机工厂培训,培养了一批实验技术人员,从而组建了全面合理配套的科研队伍。清华大学燃气轮机专业第一届毕业生的毕业设计课题是真刀真枪的海军舰用燃气轮机,其成果成为以后研制成功的机组前身。

  2.吴先生创立的叶轮机械三元流通用理论在我国的作用

  吴先生提出的三元流动理论自发表以来,在国际上得到了广泛应用。现在,在航空发动机、燃气轮机、汽轮机、水轮机、水泵、风机等方面,吴仲华先生倡导的三元流理论已在我国遍地开花,取得广泛应用。

  3.在队伍培养方面的贡献

  我在燃气轮机教研组成立50周年纪念时,写过一篇纪念文章,燃气轮机教研组出了“七位院士的启示”,这是很少有的,这七位院士除了吴仲华先生之外,蔡睿贤、徐大懋、倪维斗、蒋洪德、于文虎、王玉明等六人在清华大学都受到过吴仲华先生的熏陶。其他还有很多在燃气轮机和动力事业上作出过杰出贡献的人才,他们都直接间接地得到过吴先生的栽培和影响。

  我在这里要特别提一下燃气轮机教研组成立时首批年轻教师之一的焦树建老师,他有心脏病和消化系统病,也曾受到不公正的待遇。但致力于燃气轮机发展的初心始终未改,致力于燃煤的燃气轮机,IGCC整体煤气化燃气/蒸汽联合循环。在生病期间,不断做痛苦的胆管疏通手术。其间,他奋力写了三本IGCC的40万余字的专著,最后,在他逝世前一年里手写了一本120万字有关IGCC的综合专著,在病重后逝世前几天,用不太灵活的手给系里的燃气轮机团队写了发展规划和建议,为燃气轮机事业做到了鞠躬尽瘁,死而后已。能有如此榜样得益于吴先生的言传身教。

  今年是吴先生诞辰百年,也恰逢“航空发动机和燃气轮机”国家重大专项启动,吴先生在我国率先倡导的燃气轮机研究和能源综合利用事业目前正是大有作为的时机。我们应不辜负前辈的栽培,不错过这千载难逢的机遇,作出自己应有的贡献,更重要的是在事业发展中有所突破和创新。接过先驱者的火炬,勇往直前开辟新路,现在正是时候!

  作者:倪维斗,1932年生,中国工程院院士,动力机械工程专家,中国能源学会会长。曾任清华大学副校长、校务委员会副主任,现任北京市科协副主席,中国环境与发展国际合作委员会、能源战略与技术工作组中方组长。

  (本文摘自倪维斗在“吴仲华先生诞辰100周年纪念大会”上的发言,标题为编者所加)

编辑:崔好

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