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徐建中忆吴仲华:绝江者托于船 致远者托于骥

2018-12-19 14:42:02 来源: 中国科学报 作者: 徐建中
吴仲华,热物理,

讲述人:徐建中(1940.3—)

工程热物理专家,中国科学院院士、中国科学院工程热物理研究所研究员,长期从事叶轮机械内部流动的研究。

被讲述人:吴仲华(1917.7—1992.9)

工程热物理学家,中国科学院院士,叶轮机械三元流动通用理论的创始人,工程热物理学科的创立者,中国科学院工程热物理研究所的奠基人。

1963年从中国科技大学毕业?#38498;螅?#25105;就考上了吴仲华先生的研究生,那时是“文革”以前第一次公开招收研究生。作为第一批研究生,招考非常严格。在中科大的毕业晚会上,吴先生?#37027;?#21578;诉我:“你被录取了。”一个星期日的下午,?#20197;?#21147;学所的303房间见到了吴先生,他对我说了研究生的要求,总的说来就?#21069;?#29031;MIT的标准,让我们作好面对困难的准备。

吴先生不仅是国际著名的科学家,更?#21069;?#22269;知识分子的典范。我们要传承和发扬吴先生爱国报国的情?#24120;?#20005;谨求实的科学态?#21462;?/p>

怀揣深重的家国情怀

科学没有国界,科学家?#20174;?#31062;国。回忆和吴先生学习的时光,我深深地感到他是一位有着强烈爱国主义精神的科学家。

1950年朝?#25910;?#20105;爆发后,吴先生旁听了时任外交部苏联东欧司司长的伍修权在联合国的发言,义愤填膺,愤然辞去美国国家航空咨询委员会(NACA)的工作,他和夫人李敏华先生放弃优厚的待遇,一心准?#23500;?#22269;。他们利用美国移民局周末休息不办公的机会,以到英国旅游为名,在日内瓦见到周恩来总理,他们根据总理的指示,从东欧经过苏联回到了祖国。

热爱生活,坚守爱情

吴先生在西南联大认识了李敏华先生,他们因音乐而结缘,大学毕业后在昆明结了婚。他们的?#26143;?#38750;常好,用李敏华先生的话讲:“我们一辈子都没分开过。”即使在“文化大革命”时期,他们夫妇都被打成“牛鬼蛇神”“资产?#20934;?#21453;动学术权威?#20445;?#21556;先生还坚定地说:“我这一辈子有两件事?#20004;?#19981;后悔,一件是回国,一件是和李敏华结婚。”

1943年,年轻的吴先生考取了清华的公费留美生,进入MIT学习。在MIT学习期间,他们的条件比较艰苦,这段期间还生养了两个孩子,一边念书,一边生孩子带孩子,这个负担是?#19978;?#32780;知的,特别是对李敏华先生。

读书期间,他们夫妻二人的功?#25105;?#30452;很好。1947年吴先生在机械系得到了ScD学位(在美国只有MIT等少数几所学校可以授予ScD,也就是科学博士),1948年李敏华先生获得了PhD,她是MIT航空系的第一位女博士。

李先生为吴先生付出很多,她曾经跟我说:“我后来做的成绩不够大,因为很多时间花在吴仲华身上,他这个人个?#38498;?#24378;,不太?#35270;?#36825;个社会,所以我总怕他犯错误,花很多时间考虑他的问题,我自己的工作只好放下了。”说到这儿,李先生眼里闪着泪花。

专心科研 创立“叶轮机械三元流动理论”

二战?#38498;?#19981;久,航空事业发展非常迅速,NACA在克利夫兰成立了刘易斯实验室,他们夫妇被?#21152;?#24182;在那里工作。当时吴先生的?#20064;?#32473;了他两个题目,一个叫作气波机械,另一个是航空发动机的叶轮机械。吴先生反复考虑,觉得第一个题目由于?#26143;考?#27874;,效率不会高,所以决定做第二个,此后创立了“叶轮机械三元流动理论”。他选题时非常慎重,是经过多方分析、深?#38469;?#34385;,这也是很重要的一个能力。

吴先生的这个理论对全世界航空发动机的发展起了巨大作用,许多著名飞机用的发动机在设计研制中?#21152;?#20102;这一理论;几个大的发动机公司都在这个理论的基础上,形成了自己的设计体系。1945年之前,很多人用机翼理论考虑两个叶片之间的流动,但是吴先生认为用孤立机翼理论做这个题目,叶片之间的相互作用就没有了,所?#21592;?#39035;和过去的理论?#20852;?#19981;同,因此他首?#30830;?#25381;丰富的想象力:由两个叶片之间的无数流线组成两类不同性?#23454;?#27969;面,整个问题就化作流面上参数的确定。他提出了流面偏导数,把空间偏导数和流面偏导数建立起关系,在这样的情况下,他把空间流动的控制方程,通过流面偏导数化到流面上,产生流面?#31995;目?#21046;方程。

化到流面?#29616;?#21518;,他发现方程中有两个特点:一个是出现流片的厚度,这个厚度就是两个叶片厚度的?#20174;常?#31532;二就是出现流面之间的作用力,这个力是叶片两个面压力不同造成的。严格的数学演绎和清晰的物理意义,使整个理论就建立起来了。其核心可以概括为一个中心,两个基本点:中心就是流面偏导数,两个基本点就是流面厚度和流片间的作用力。

这个理论不仅要有想象能力、严谨的数学推导、清晰的物理概念,还要考虑其工程应用时方便。为此,在选择流面时?#25176;?#35201;进一步考虑工程的应用性,他提出了著名的S1和S2流面。这个理论充分体现了工程科学的美,堪称一个典范。

他也是大型工程计算的先驱。1946年,世界第一台计算机面世,开发商到NACA去宣传,当时很多人都不用,吴先生?#21019;?#27492;勇?#19994;?#36208;上了数字求解的道路。

1952年论文正式发表后,这个理论很快在美国成为主流的设计方法,直到现在依然在应用。1956年NACA出了三大本书,核心就是介绍吴先生的理论。1983年我陪着吴先生参加美国燃气轮机年会,提出超临界翼型的著名学者Hobbs在做poster,当吴先生提问时,他看了一下胸牌,惊讶地说道:“Ar,You Are Famous Wu!”。有人认为斯贝发动机是吴先生设?#39057;模?#37027;是不对的,但是它的设计用到了吴先生的理论。

重基础、重实践的人才培养理念

吴先生对学生要求很严格。我们的第?#24187;?#35838;叫工程热力学和统计物理。他给一个教学大纲,列了20多本参?#38469;椋?#22522;本?#38469;?#22269;外的。如果有问题可?#28304;?#19968;?#25105;桑?#22914;果没有就?#38469;浴?#21518;来我们?#38469;?天,?#22570;?#22825;做1个题目。早上8点来,做一道题,12点交卷;下午一点半来,五点半交卷。这种注重培养自学能力的方法,使学生们对问题能深入思考,也使研究能力有了很大的提升。他常对我们说:“我写了这么多论文,?#24576;?#19968;点错,除了印刷问题,所以你们?#38498;?#20063;要严格要求自己。”

吴先生思考问题的方式、对待工作的严谨态度,让我受益终生。1976年唐山大地震之后,我们住地震棚里面。当时工作比较紧,我们在力学所三楼的大厅坚持工作,大家把计算机带到那儿去做计算。有时候,他会利用一些休息时间和我们谈一些学术?#31995;?#20107;情。他讲三元流动理论中有个激波问题,流面上激波是怎么样的,一直没解决。我就在心里记下了这个问题,地震结束后我就去?#38469;?#39302;查文献,自己分析、推导、研究。1978年1?#36335;?#20986;国前,我写了一篇东西交给吴先生,当时写在400字一页的稿纸上,用复写?#21483;?#20102;4份。因为这个研究,?#39029;?#20026;副研究员。

吴先生对我的影响是多方面的,最重要的是业务上一定要专心和创新,不能跟在别人屁股后面。我们现在一方面要继承吴先生的思想和精神,另外一方面最重要的还是要创新。现在我们有了创新的方法,但我们的旗帜还是吴先生。好不容?#23376;?#36825;么一面旗帜,我们不要再丢掉。

(本报见习记者 高雅丽采访整理)

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