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主题:【转贴】吴仲华和他的三元流理论 -- 晨枫

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家园 【转贴】吴仲华和他的三元流理论

从《世界军事论坛》上看到,原出处不清楚。考虑到国内看不到《世界军事论坛》,而吴仲华先生是当代中国最杰出的工程科学家之一,恳请版主放行,使更多的人了解这一位我们中国的科学伟人。


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家园 【转贴】吴仲华先生生平

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吴仲华先生祖籍江苏省苏州市,1917年7月27日出生于上海,成长在一个普通的小康知识分子家庭。其父亲是职员,随和风趣,母亲受过良好教育,知书达理,思想开明,勤俭操劳,要求子女勤奋读书。兄弟姊妹四人,他排行第三,都和睦相处。吴仲华从小养成了努力学习、做事认真、勤俭节约的习惯和刚正不阿的性格。

他曾在上海就读于格致中学,16岁后转入南京金陵中学,直至高中毕业,两校都是名牌中学。上世纪九十年代中,南京金陵中学为他在校园内立了铜像,作为学生的楷模。

一、民族兴亡,匹夫有责

吴仲华自幼喜爱读书,爱好音乐,曾是清华乐队的第一小提琴手。在他求学时期,正值帝国主义列强瓜分我国,祖国的落后和民族危亡的威胁深深地刻在他的脑海中,使他选择了“工业救国”的道路。1935年他考入清华大学机械系,1937年卢沟桥事变后,华北之大,放不下一张平静的书桌,清华大学、北京大学、南开大学等校迁至湖南长沙组成临时大学,吴仲华随校南迁。不久南京又沦陷,临时大学学生纷纷投笔从戎,国民政府筹建机械化部队,在湖南开办了交通兵辎重兵学校。为了参加抗日,吴仲华和机械系大部分同学都进入该校,他们练就了一手驾驶和修理卡车、装甲车的好技术,一年多后毕业,在机械化部队短期服役,但该部队并不直接参加抗日,令他失望。当时临时大学再度南迁云南昆明,成立了西南联合大学,吴仲华于1939年回到西南联大继续学习,1940年毕业留校任教。

在清华大学一年级时,吴仲华认识了同级同学李敏华,李敏华1940年毕业于西南联大航空系后也留校任教,他们志同道合,于1943年结成伉俪,在57年的共同生活、工作中,他们相亲相爱,荣辱与共,两人又都荣为中国科学院院士,被传为佳话。

二、登上科学高峰,学成回国

1943年底吴仲华通过清华大学公费留学考试,与李敏华一起乘船赴美国麻省理工学院(MIT)研究生院攻读博士学位,当时他们认为祖国是农业国,发展农业机械化是当务之急,为此吴仲华希望就读于农业机械化专业,但该校已不招该专业研究生,吴仲华只能改学内燃机专业。后来他们有了两个孩子,吴仲华为了支持李敏华学习,承担了大量家务,他们只能两人轮流上课,当时他们的住处靠近学校大礼堂,每到下课铃声响起时,两人就赶紧换班,分别奔向教室和家中。一位资深教授回忆当年深有感触地说:“一个小个子女孩打败了所有男孩。”这个小女孩就是李敏华,因为她的工程热力学课程成绩为全班最好。1947年吴仲华以优异成绩获科学博士学位,李敏华也于1948年成为麻省理工航空系第一位女性工程博士。

毕业后,为了取得科研工作的经验,他们俩人先后应聘到美国航空咨询委员会(NACA,为美国宇航局NASA前身)刘易斯喷气推进中心任研究科学家。由于他们夫妇没有加入美国国籍,作为外国人在那里工作,要经过美国国会批谁,当年仅有四名外国人获准,他们夫妇俩就在其中。吴仲华原有志于传热研究,如叶片冷却,可是刘易斯实验室希望他从事叶轮机械流动研究,于是他专注于这复杂的流动问题。经过两年多努力,1950年他发表了第一篇论文《径向平衡条件对轴流式压气机和透平设计的应用》,之后又陆续发表了一系列论文,并于当年创立了国际公认的叶轮机械三元流动通用理论。上世纪九十年代美国机械工程师学会国际燃气轮机学术大会评论道:在五十年代初期,国际叶轮机械界发生了两件大事:计算机的发明和叶轮机械吴氏通用理论的创立,促进了叶轮机械的发展。这两件事又是密切相关,是吴仲华教授开创了叶轮机械三元流动数值仿真的先河,从此叶轮机械得到蓬勃发展。

朝鲜战争爆发后,中美两国成为敌对国,他们夫妇俩决定再不能为美国军方服务了。当得知我国代表伍修权到联合国做报告时,吴仲华专程前去旁听。第一次在国际舞台上听到新中国代表的声音,吴仲华夫妇十分兴奋,决定回国,为此他们辞去了在刘易斯喷气推进中心的工作,转入纽约布鲁克林大学机械系任教授。1954年8月1日,趁星期日纽约机场的移民局办事处照例关门之机,全家(夫妻二人和两个孩子)离开美国,以赴欧洲旅游为名,取道英国、瑞士、奥地利、捷克斯洛伐克和前苏联,绕过了大半个地球回到祖国。

三、回到祖国,创新立业

1954年底,他们阖家四人回到了久别17年的北京,李敏华教授专长于弹塑性力学,进入中国科学院力学所工作。清华大学、北京航空学院都聘请吴仲华任教,最后他应了他的老师、清华副校长刘仙洲教授的邀请,到清华大学动力系任教授、副主任。1956年,他在清华大学创建了全国第一个燃气轮机专业,任教研室主任。同年又与中国科学院合作,创建了中国科学院动力研究室,任研究员、主任,加强了教学与科研的结合,办公地点设在清华大学近南校门处,动力研究室研究方向是燃气轮机(包括航空发动机)、冲压发动机(应用于导弹等)、内燃机。

他一贯重视人才培养,亲自制订教学计划、上课、书写讲义;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;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。1957年,他从动力研究室派出了一批科研人员赴前苏联、捷克留学,这些人员其后成长为我国工程热物理学科的科研骨干,包括我国宇航科研的领头人。

1957年吴仲华当选为中国科学院学部委员(后改为院士),他积极参加全国科学发展规划制定。他倡议建立动力工程的基础学科—工程热物理学科,得到众多同仁的赞同。同年,新中国第一次颁发国家自然科学奖,他以“燃气轮机的研究”荣获二等奖,内容包括:燃气轮机发展、中心流线法、燃气热力性质表等。1958年,中国科技大学成立,他兼任物理热工系(设3个专业)主任,并创建了工程热物理专业。

四、经历冲击,参加共产党

应该说,对刚回国的吴仲华来讲,要理解当时一系列的政治运动是很不容易的事。1958年全国兴起“插红旗,拔白旗”运动,吴仲华坚持实事求是,直言不讳,认为大跃进中某些做法不符合科学精神,被批为保守落后,思想右倾;他强调基础,被批为理论脱离实际;要学生努力学习,被批为白专道路等等。受到了大字报批判,成为当时清华两面大白旗之一,批判重点。

1959年清华大学党委领导正式为他平反,他经受了第一次政治运动的冼礼。正当他热火朝天地开展科研工作时,却遇到了国家三年困难时期,贯彻调整、巩固、充实、提高的方针,他创建的北郊基地下马。1960年,动力研究室与科学院力学研究所合并,吴仲华任力学所副所长,部分研究骨干被调往火箭研究基地,内燃机研究人员调去上海,航空研究力量减弱。当时我国航空工业,主要依赖苏联提供的米格型飞机图纸生产,苏联不提供设计资料,不让进行科研、实验,航空发动机科研受到冷落。

上世纪六十年代初,国民经济恢复,结合当时歼八发动机投人生产、装备部队,吴仲华领导的几个研究室与航空部有关研究所建立了全面合作关系,开展歼八发动机摸底、改型研究。正当科研工作开展之时,1964年又在这几个研究室开展了“四清运动”的试点,从上到下,人人检查,大批资产阶级思想、资本主义道路,上纲上线,连困难时期多吃了一个馒头,也被批得痛哭流涕,正常的谈恋爱,也要交待得清清楚楚,人人被整得灰溜溜的,三次检查才能过关。吴仲华作为领头人自然是首当其冲,又经历了一次运动的冼礼。运动结束后,大批研究人员下乡,去山西洪洞县参加四清工作队,前后两期三年整,等到回来,1966年就遇上文革冲击了,科研工作全面停滞,航空发动机的研究刚起步就夭折了。

文革中作为学术权威,吴仲华自然受到不少批判,幸运的是由于周总理亲自领导、关注科学院的文革运动,相对于高校,吴仲华受到的人身冲击相对少些。当时军管队来自空军,体会航空科研的重要,比较掌握政策,吴仲华被象征性地在办公室隔离了几天,他也被抄家,一个工人打了他一下,事后这个工人十分内疚,但他早忘了,这都不是他最大的痛苦,他最难以忍耐的是科研工作完全停顿了。实在无聊,不吸烟的他只能玩起烟斗,学会吸烟了,可见他内心是多么无奈!他第三次经受了冲击。

多次冲击并没有动摇他对祖国的热爱,也没有影响他对共产党的信念。这里应该提起杜若同志,她是一二九运动时参加革命的女革命家,新中国成立后曾任北京西城区区长,曾陪同毛主席参加第一届人大代表大会选举,周总理也知道她,文革中受冲击,后任力学所党委书记,当时她全面落实党对知识分子的政策,帮助吴仲华,极力支持吴仲华工作。吴仲华把她当成知己,加深了对共产党的认识,1980年,吴仲华加入了中国共产党,其后李敏华也入了党,他们夫妇永远是那么志同道合。

五、再次奋进,努力工作

1971年,文革中他恢复工作后身体力行,积极在全国推广叶轮机械三元流动理论,他不顾当时被诬为“与工农兵上讲台唱对台戏”的危险,在中国科大举行了全国性的三元流动理论讲习班,亲自讲课,文革后又举办了一次,有国内近百位高级专家、教授参加。他将刚发展的应用任意非正交曲线坐标系统的叶轮机械三元流动理论计算程序包,全部无私地提供给国内研究所、工厂、高校等,但在与国外合作时,则坚决保密。当时美国空军的发动机主设计师要到他这里考察我国航空发动机设计方法,他予以拒绝。

他长期去沈阳、西安航空发动机工厂工作,进行发动机改型设计、试验。他讲解三元流动理论、改型设计方法,为工厂、研究所培养了一批人才。他去工厂就住招待所,四人一间,吃食堂,唯一的“特殊”就是自己带了一瓶酱菜。他和技术人员、工人都建立了非常好的关系,因当时沈阳主副食供应不好,每次去沈阳要为他们带大量的肉、挂面,装满一吉普车。1976年唐山大地震,大家都住在操场地震棚,而他却坚持在三楼办公室工作,劝他下楼,他不听,说:“年龄大了,不怕了”。这完全是托词,其实当时他还不到60岁,而是要坚持工作。因为损失的工作时间实在太多,难得的工作机会对他来讲实在太宝贵了。

他亲自带领了一个调研小组,从东北到西北、西南、中南调研了航空发动机工厂、研究所等,得出结论:我国需要发展航空发动机,有关部门需要科研合作。确定在中国科学院力学所内组织力量,航空发动机科研重新上马。

六、文革后百废待兴迎来了科学的又一个春天

周总理接见他的照片一直放在他的办公桌上,周总理勉励他们夫妇俩多为祖国科研事业做贡献的希望,他永远不会忘记。国家领导人也没有忘记他,文革结束后王震副总理主持国防工业,尊重科学,尊重人才,礼贤下士,聘请他当顾问,邀请他一起视察我国航空工业,待为上宾。见他骑自行车上班和外出,亲自从三机部给他安排了专车。

上世纪七十年代初,我国引进了英国的斯贝航空发动机,由于国家计划变化,原计划研制的飞机下马,这样斯贝航空发动机就无处可用了,被称为“由于出身不好,斯妹嫁不出去了”。引进时吴先生还未恢复工作,与他无关,可是后来因为英国方面说明了该发动机设计中应用了吴仲华的理论,有人就误传为是他要引进这发动机的,甚至认为他是英国留学生,人大常委会将他分在外事委员会英国组。他恢复工作后,不计较个人名利得失,不避嫌疑临危受命,受王震副总理委托,为斯贝发动机找出路,积极地提出了斯贝发动机改为舰用、燃气蒸汽联合循环装置等改型方案。他身体力行,投入我国改革浪潮,不要国家拨款,与有关工厂合作成立公司,将斯贝发动机核心机改型为燃气蒸汽联合循环发电供热装置,尽管最后由于种种原因,这项目没有长期运行下去,但他开拓了我国自行研制燃气蒸汽联合循环发电供热的先河。后来他动了大手术,住在上海医院时仍念念不忘,向有关领导写报告,建议我国要发展燃煤联合循环,当时没有笔记本电脑,就专门由学生每天来回在医院与学校之间,他写了手稿,学生回校打印后送医院定稿。他为祖国服务,呕心沥血。今日,发展燃气轮机总能系统已成为国际发展方向,在我国也已成人们共识并正在发展。如有天灵,吴先生也可以欣慰安息了。

1978年,在吴仲华等建议下,国家科委成立了工程热物理学科组,吴仲华任组长,领导制订全国工程热物理学科发展规划;成立燃气轮机专业组,吴仲华任副组长;我国要发展燃气轮机,适应国防、国民经济发展需要。同年,他创建了中国工程热物理学会,任第一任理事长。后又创办了工程热物理学报,任主编,极力在美国出版中国工程热物理学报。从此工程热物理学科有了全国性的学术交流场所和平台。

1980年,中国科学院成立了工程热物理研究所,吴仲华任第一任所长,本来1963年就批准成立工程热物理研究所,因为四清运动、文革等被冲掉了。在工程热物理研究所,他先后建成了一批先进的实验设备。为了建压气机实验室,王震副总理派来了工程兵支援。建成后,国际专家参观时,都认为是国际一流的。1980年,他应邀在为中央书记处的讲课中,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,事后证明这些意见都是正确的、对能源合理利用具有指导性意义。他还为空军司令部讲解航空发动机的发展。

作为课题负责人,他先后争取到联合国发展总署(UNDP)两次资助,每次数十万美元。他派出大量高中级科研人员出国考察,鼓励科研人员参加国际学术会议,如论文被国际高级学报接受,研究所资助出国参加会议费用;1978年起,培养了大批研究生成为新生科研力量。种种措施,目的都在于提高科研人员素质,在他的领导下,全所同仁们努力,刚成立不久的工程热物理所很快成为国内外学术界公认的工程热物理研究中心,很多国际一流专家纷纷来所访问。

由于他杰出的贡献,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,1987年获中国机械工程学会金奖。1981-1992年当选为中国科学院主席团执行主席,1992年4月起任名誉主席;1963-1968年任第三届全国政协委员;1983-1988、1988-1992年任第六、七届全国人大代表、人大常委。曾任中国机械工程学会、航空学会、力学学会副理事长等。的确,科学春天又一次来临,是吴仲华回国以来工作最辉煌的时刻。

七、加强国际交流,为我国树立国际学术地位

由于他崇高的国际学术地位,国际学术界一直怀念他。1976年国际吸气发动机学会举行第三届学术会议时,专门到我国驻英大使馆邀请吴仲华参加学术会议。吴仲华应邀参加了在德国慕尼黑召开的第三届国际吸气发动机学会会议,在会上发表了应用任意非正交曲线座标的叶轮机械三元流动理论。大会主席在会议总结报告中评论道:这篇论文是会议的精彩之点,也只有三元流动理论的创立者才能贡献这么精彩优秀的报告。吴仲华在国际学术讲坛上重显了光辉。由于他这方面的成就,英国帝国理工学院的P.Spalding教授提出要与他合作,Spalding教授希望在他经营的CHAM公司所开发的PHOENICS程序中吸收吴仲华的研究成果。

1979年,吴仲华率领一个由中国科学院、航空部、八机部等人员组成的9人代表团访问美国。这是他携家回归祖国后第一次重访美国,参加了美国机械工程师学会燃气轮机大会,会议主席在几千人的欢迎大会上,专门提到了欢迎吴仲华教授参加大会;国际吸气发动机大会上我国代表发表了论文,国外代表认为吴仲华主持的叶轮机械设计方法是国际先进的设计方法。他率领代表团访问了美国宇航局(NASA),空军、海军等研究所,一系列航空发动机、燃气轮机工厂,MIT、Berkery、Stanford等名校。美国政府、有关工厂等都十分重视他的访问,美国空军专门派了一个5人小组,事前、事后关注他的访问,收集情报,连中国人爱吃鸡、花生都安排好了。美国GE公司专门派了两架6座总裁专机接送,升中国国旗欢迎,可见隆重之极,连正在研究的新发动机也允许他参观。在美国的华裔著名学者也十分热情接待,如林家翘、田长霖等教授、美国院士都在家中招待,在座谈中对祖国的科研工作提出了很多宝贵意见。这次访问收获甚大:了解了国际学术动向,结交了各方面人员,重新打开了国际学术交流之门。

1985年在北京香山饭店,吴仲华主持召开了第7届国际吸气发动机会议,与会专家400余人,其中国外专家200名左右,连尚未与我国建交的以色列国也来了几位专家,这是一次很成功的国际学术盛会,进一步提高了我国国际学术威望。

吴仲华是我国工程热物理学、航空发动机学术界杰出的国际代表。

八、病魔缠身,念念不忘祖国科研事业

因年龄缘故,1987年6月他退为名誉所长。年底,突然发现他患了肝癌,上下震动。1988年初转往上海治疗,由肝胆专家吴孟超教授亲自手术,手术很成功。术后养病期间,他仍念念不忘科研工作,病房成了他的办公室,在病房内不断地给各方写报告倡议在国内开展燃气蒸汽联合循环等总能系统的研究。

他并没有停下工作。1990年他应邀赴美国讲学4个月,系统地讲解了叶轮机械三元流动理论,由美国宇航局(NASA)录像,出版专著,并作为他们的培训教材;他还访问了国际著名的航空发动机研究所:比利时的冯·卡门研究所(VKI)。

不幸病魔转移到肺部,他积极配合治疗,但仍不停工作。吴孟超教授亲自主持,为他进行了介入疗法。1992年7月27日,他的学生、同事、同仁们在友谊宾馆与他们夫妇共同度过了他75岁生日。8月1日上午,他最后主持了中国工程热物理学会常务理事会。下午感到不适,送到北京医院住院,于1992年9月19日傍晚在北京医院逝世,享年76岁。各级领导、他的同仁、同事、学生们举行了隆重的悼念活动。

美国机械工程师学会(ASME)为他发了讣告,罗列了采用他的理论进行设计的一系列先进的航空发动机,称他为叶轮机械先锋。

他的最后一部著作出版在1993年,为美国宇航局NASA合同报告号4496,共244页,留下了他讲课的全部录像,离他1950年的传世巨著NACATN2604(共70页)相隔43年。

他为祖国、世界科研事业做出了卓越的贡献!

吴仲华的一生,是工作的一生!

吴仲华的一生,是顽强奋斗的一生!

吴仲华的一生,是一个优秀科学家的一生!

家园 【转贴】国际航空发动机的三维设计理论鼻祖在我们中国

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吴仲华是英国罗尔斯.罗伊斯公司斯贝发动机的重要理论创始人。中华人民共和国成立后回国,57年被打成右派,以后再无建树。70年代中国搞斯贝发动机派员去英国罗.罗公司学习,该公司的人说你们为什么要向我们学习呢?我们的师傅的师傅的师傅就是你们中华人民共和国的吴仲华呀…………

作者:并双国发布日期:2007-12-02

很早以前就想写这篇文章,苦于资料的贫乏,始终无从下笔。既然这里已经涉及,无妨“丢个石头试水深”吧!

1978年夏天,因政审原因,又一次被拒绝于高考之门外,也就死心了,到青岛打家具混饭吃。某日,到北海舰队水上飞机工厂去走亲戚,无意间知道他们正忙着把水上飞机的发动机卸下来,装箱运往北京。缘由在于这些发动机是苏联提供的伊尔客机部件,每年苏联人都要来查验,合同规定这些发动机不得用于军用飞机上。运到北京是因为苏联人就要来查验了,验过后再运回来装上。全中国就那么几台陈旧的水上飞机,在画报上还是够神气的,谁知那发动机还得偷偷使用。我好奇地问道:我们自己就造不出来?担任技术厂长的二舅没表情地说:“我们自己能修理就已经不错了!”

所谓言者无意,听者有心。高中时我就是《航空知识》的热心读者,每月把裤腰带扣紧一格抠钱出来订阅这份杂志,从它创刊(或复刊,记不清了)直到文革停刊。中国唯一的水上飞机部队竟然如此落魄,这与我从报纸杂志上看到的豪气截然不同,震动可想而知。

大约在1980年,到铁路局出差,机关里的朋友给我看一份据说是“传达到地师级”的文件,那是时任中科院院长方毅的报告,说了一大堆国际、特别是美国科技先进的故事,明言说中国落后了许多年。这些方面的见闻其实很多,自打尼克松来中国,许多杂志都介绍了国际科技动态,我很认真地记过笔记,至今还能找着一本《国外科技动态》抄摘,知道俺们落后。但方毅的“内部报告”当然有杂志上看不见的东西。记得那时铁路上有个笑话,说的是湛江港有个“调车仔”,从外轮上捡了管牙膏,回来刷牙后肿成“猪头”;给医生查验过那牙膏上的外国字,才知道拿人家女人用的“丰乳霜”刷牙了。

方毅的报告果然内容丰富,然而刻骨铭心的是吴仲华先生的故事。国际航空发动机的三维设计理论鼻祖竟然在我们中国!而这位“叶轮机械三元流动通用理论”连同它的实用方程式系列,原创者在文革中一直在中科院被罚扫地洗玻璃瓶!什么叫“卑贱者最聪明,高贵者最愚蠢!”当年,雅各宾派把51岁的近代化学奠基人拉瓦锡送上了断头台,著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说:“他们可以一瞬间把他的头割下,而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”所幸雅各宾的传人至少还懂“人头不是韭菜”的道理,但老实内向的吴先生,其才华与学识是否跟上断头台无异?方毅在报告里是痛心不已的,据说“吴氏理论”应用在扫地和洗玻璃瓶上也格外干净。方毅说,有关部门与罗尔斯.罗伊斯公司为其所生产的发动机质量问题发生了索赔纠纷,对方坚持无质量问题而僵持,谈不下去时有人想起了吴先生。而吴先生出现在谈判桌旁,罗尔斯公司的高级专家们立即向他们“老师的老师”致敬!并放弃坚持已久的立场,完全满足中方的要求。若不是这个偶然的事件,至少这位国际上享有盛誉的动力大师还得多干许久清洁工的活计。唯一的安慰便是,他回国后创立的清华大学动力研究室,迄今已经走出来六位院士和一位云南省省长。

如果说,中国人对这位国际知名的航空动力学泰斗陌生不已,那么,另一位航天动力学大师就一点也不陌生。我还是孩子阶段,大约有“同姓一家亲”的缘故吧,就知道伟大的“三钱”,几乎可以同现在的孩子们崇拜那些“天皇巨星”攀比。而这“三钱”里,钱学森则又属“超级巨星”。如今时兴一个词叫做“包装”,大约过去也“包装”的,另一种类型罢了。

按理说,吴仲华夫妇也是很重要的角色,有一位外国学者评价说,如果没有“吴氏理论”,人类的喷气航空时代要推迟许多年。最令国外同行钦佩的是,吴仲华在设定他的理论及设计公式时,具有超人前瞻地预见到计算机在未来科学中的作用,其设计理论与公式都充分设定了与计算机接轨的可行性,这使“吴氏理论”与“吴氏公式”至今还在先进的叶轮机械设计里不可或缺。而吴夫人李敏华女士也是航空动力专家、院士,她还是麻省理工第一位女博士。但吴氏夫妇回国时可不如钱学森那么风光,为了回避麦卡锡制造的麻烦,他俩辞去美国航空顾问委员会(NACA)中心研究所研究员的职位,1952年另寻不起眼的勃洛克林理工学院做研究教授。这样,1954年8月1日,借暑假旅游机会到欧洲,有报导说是周恩来安排他们从瑞士绕道苏联回国的。

这样名气上远不如钱学森的吴仲华进清华动力系开办动力研究室,李敏华留任中科院。以后,吴仲华被归入钱学森的力学研究所。鉴于钱和吴在美国都是做理论的,而钱氏的归国又闹出很大动静。假如吴先生也闹出许多波澜,使得回国成为某党的胜利象征,情况肯定不同。不过宣传总归是宣传,在美国移民部里,至今还查得到钱学森填写的美国国籍申请表,只是由于麦卡锡先动手,受不得委屈的钱学森才闹腾出归国风波来。而吴氏的成就在于突破了刚诞生不久的燃气轮机二维设计理论,首创三维设计理论,从学术意义上说,吴氏的成就更具有奠基作用。直至1967年,英国召开的“叶轮机械内部气体动力学”会议上,详细介绍了他们采用吴仲华提出的三元流动理论的工作情况;1970年,在美国宇航局举办的国际会议上,宣读了“吴氏方程的计算机解”;同年,在挪威和比利时相继召开的先进压气机国际会议上,与会科学家把“叶轮机械三元流动理论”更明确地定名为“吴氏通用理论”,理论中的基本方程则称为“吴氏方程”;1976年,北大西洋公约组织的顾问团召开学术会议,专门评论世界各国有关叶轮机械的计算方法,大会主席在总结报告中说:在过去的两年里,使用了各种形式的吴仲华的三元流动理论,设计出了非常成功的叶轮机械,吴仲华的理论在将来仍然是非常有用的工具。那时,吴先生在洗玻璃瓶。

如此看来,钱氏领导的是别人做得到我们也跟得上的工作,重复着人家早已成功甚至过气的试验;而吴氏领衔的则是别人不得不跟着走的路。钱氏之伟大在于闭门造车也能满街乱跑;吴氏的不够伟大在于别人用他的首创的理论与方程式设计制造先进的发动机,我们自己却需要从别人那里买回这些发动机。据悉,最牛B的“歼十”战机,发动机就是俄罗斯的,而且,俄罗斯发动机工厂的头儿最近说,中国人正企图用引进合资的办法,廉价获取俄罗斯技术。但他接着说不怕,怎么着3-5年内,中国人未必跟得上这项技术,而且,那时他们又有更新的技术了。

这也许叫做“巧媳妇难为无米之炊”,吴氏回国,没人瞧得上他的成就,因为他在美国就很低调;而钱氏则满足了“当掉裤子也要搞原子弹”的豪情壮志。偏偏,“普天之下莫非王土”的一个效应,就是“此处不留爷,没有留爷处”,领导不重视,干啥都没门。比不得资本主义,东方不亮西方亮,NACA涉及机密之麻烦就可以投奔勃洛克林。吴氏只有耐心等待,即使白了少年头也不要紧,“伟光正”总能自己发现错误自己改,比如方毅发现错误便立即下令,科学院里于是设了个“热动力研究所”,吴仲华领衔终于在级别上找平了钱学森。但这已经是1982年的事了,离“吴氏理论”成立,已经三十年出头了;当年三十多岁的吴仲华已经年近古稀。而且这三十年可不是其他三十年可以比的,它叫做“知识爆炸”的年代,其间科技发明的数量超过此前人类发明总量的若干倍!被称为“第三次技术革命”。

吴仲华的被荒废,与钱学森的受重用,是一件事情的两个方面,按照“一分为二”的哲学理论,什么事情都可以解释得溜溜光滑,比马屎还亮堂圆滑。饭总得一口一口地吃,堡垒只能一个一个地攻克,三百六十行,每天解决一行还可以剩下五天过年,毛主席领导中国赶上了好时候,我们终于不必跟在别人後面爬行了,干自己的革命,不受西方影响。落后就落后,等“社会主义的草”长起来,那“资本主义的苗”都是俺们的肥料。事情都得这么想,要不然,“其乐无穷”是做不到的。

通宝推:daharry,
家园 【转贴】吴氏理论的形成

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作者:陈宏冀赵晓路

吴仲华(1917-1992),工程热物理学家,中国科学院院士。原籍江苏省苏州市。1941年毕业于昆明国立西南联大机械系,1947年获美国麻省理工学院博士学位。1980年创建中国科学院工程热物理研究所并任首届所长。曾任中国科学院力学研究所副所长、中国工程热物理学会理事长、中国科学院主席团执行主席。

吴先生在科学技术上贡献卓著。他于20世纪50年代初创造性地建立了叶轮机械三元流动理论,得到了国际学术、工程技术界的一致公认,称其为“吴氏通用理论”,其主要方程被称为“吴氏方程”。60年代中期,他提出了使用任意非正交曲线坐标与相应的非正交速度分量的叶轮机械三元流动基本方程组,将这理论提高到了新的高度。至今,叶轮机械三元流动理论仍是当代先进叶轮机械设计分析的理论基础和有力工具,在国内外航空发动机和其他叶轮机械的研制中不断发挥着重要作用。他在工程热力学和能源科学方面也进行了大量开创性的工作,在国内外有很大的影响。

在20世纪40年代燃气轮机发展初期,轴流式压气机与透平的设计是建立在平均直径处的计算及在该直径处圆柱面上的叶栅流动的基础上的,平面叶栅实验数据及相应的理论起着很大的作用。当时对于在半径方向叶片可以怎样扭转以及作功量等参量可以怎样变化等问题都不很清楚。特别在采用什么样的数学方法和模型来模拟分析叶轮机械复杂的内部流动,并基于这种方法和模型来建立叶轮机械的设计方法乃至设计体系的问题上,存在着不同的思路。30-40年代,在跨、超声速外部流动研究领域,解析方法取得了很大的成功,为人类克服音障做出了巨大贡献。在这种背景下,一种意见认为:叶轮机械流动也可以走外流使用解析方法的成功之路。吴仲华教授分析叶轮机械内部流动的特点,看到叶轮机械内部流动有着十分复杂的边界条件,沿用外流解析方法很难准确地描述分析复杂的流动物理图像。同时,吴仲华教授富有远见地看到当时刚刚出现的电子计算机的巨大生命力,以及基于计算机技术和计算数学的数值计算方法在叶轮机械内部流动领域具有的广阔应用前景。吴仲华教授开始着手建立分析叶轮机械复杂内部流动的数学物理模型。从1949年起的短短三四年中相继发表了一系列研究成果,使叶轮机械设计理论迅速提升,连上几个台阶,并终于在此基础上产生飞跃,提出了里程碑式的叶轮机械三元流动通用理论,奠定了当代航空发动机和其他叶轮机械设计方法的基础。回顾这一成功创新的过程,将给人以启迪。

在当时的计算条件和对内部流动的认识水平的限制下,直接求解叶轮机械叶片槽道空间三维流动是完全不可能的。把复杂问题适当简化几乎成为惟一的途径。但是这种简化必须建立在对问题物理本质的充分理解和掌握之上。吴仲华教授继承和发展了前人关于叶轮机械设计的基础理念。在无穷多叶片简化径向平衡方程计算的基础上发展了通流计算方法,并进一步发展成为专门研究从叶片根部到叶片顶部流动的S流面计算;相应地从叶片到叶片间的流动情况也由过去的圆柱面上的流动发展到沿S流面的流动,而且不必再限于轴流式叶轮机械,对径流式、混流式都通用。通过这两类流面的适当组合、相互迭代,就能完整地得出气流流过叶轮机械叶片槽道空间的三维变化,这就形成了著名的叶轮机械三元流动通用理论。

吴仲华教授预见到数值方法蕴藏的巨大潜力,富有远见地建立了用于叶轮机械三元流动大型工程计算的通用理论;将空间三维问题分解为二维问题(流面)处理,不仅仅是由于计算能力限制而采取的变通手段,它更反映了人们在解决复杂工程问题的设计和优化时的思维习惯。直至今天,随着计算机和计算流体力学的迅速发展,直接求解叶轮机械三元流动已经不是一件难事,但是吴仲华教授的叶轮机械三元流动通用理论和S2、S1流面迭代方法仍是叶轮机械设计体系的重要组成部分。这充分说明:叶轮机械三元流动通用理论深刻地揭示了叶轮机械内部流动的内在规律。叶轮机械三元流动通用理论的发展过程反映了数学推导、物理概念、工程实用完美的结合。吴仲华教授对整个理论的发展,至少从文献看不是一步到位的,而是有许多步骤,一步一步将被忽略的因素考虑进去,先影响大的、主要的,后影响小的、次要的,同时要解决由此带来的具体计算问题,这样数学模型由粗略逐步提高为精确,相应的计算方法也提了出来,最后达到一个新的水平。值得一提的是除了当时人工计算可以使用的外,还包括了以后大型电子计算机发展起来后才能使用的方法,而那时电子计算机刚问世不久。这样一个发展轨迹可能就是他的思维逻辑轨迹,至少是表述的轨迹,是符合一个合理的规律的。

撰稿人:陈宏冀赵晓路

点评:

著名的“叶轮机械三元流动通用理论”是怎样形成的?它不是一步到位,而是一步一步先影响大的、主要的,后影响小的、次要的,将被忽略的因素考虑进去,同时解决由此带来的具体计算问题,从而使数学模型由粗略逐步逼近精确,相应的计算方法也提出来,最后达到一个新的水平。“从1949年起的短短的三、四年中相继发表了一系列研究成果,使理论迅速提升,连上几个台阶,并终于在此基础上产生飞跃,提出了里程碑式的叶轮机械三元流动通用理论。”读者从中可领略吴仲华先生重要的科学思想和科学方法。

家园 【转贴】回贴 zt. (吴仲华教授创办中国第一个燃气轮机专业清华

外链出处

本人见过吴教授多次,也认识他本人。在他留美的年代,计算机技术还不发达时,他发明用二维的S1和S2流面来解决三维的叶轮机理论计算,确实是一大创新。本人80年代初在欧洲某国做访问学者时,教授告诉我,他们还在教授吴教授的三元流理论。使本人倍感自豪。

但是,如今计算机技术的发达,已经不需要再进行简化就能直接解出Navier-Stocks固体力学和流体力学的普遍方程。甚至包括附面层计算都能够完成,吴氏理论就渐渐失去了意义。但是,在40年代末和50年代,乃至60-70年代,吴教授在国外的知名度仍然是很高的。80年代中期吴教授出访美国时,美国政府还保留着他原来的住宅。可惜他回国后没有得到应有的发挥和重用。这都是那个时代的极左路线造成的不可弥补的损失。到文革结束,知道重视他时,他和夫人李敏华也已经老了。只能带带博士生了。加上晚年丧子之痛,使他身体每况愈下。

作者: hylbg0446 发布日期: 2007-12-09

并双国的转贴大体上正确。70年代中期,中国开始引进斯贝。当时中国出价17亿人民币,购买了RR公司的生产专利(Licence)。在谈判过程中,英方提到了中国的吴教授。说他们在设计斯贝的压气机时,就是用了吴教授的理论。当时中国的这笔钱,避免了RR公司的破产,获得了研发先进机种(如 RB211)的资金。为此,当时RR公司的工程董事Hook还获得了英皇颁发的勋爵(Lord)称号。实际当时买来的是已经被淘汰的落后技术,合同还规定还必须购买RR公司库存的若干台斯贝,这些斯贝在仓库里一直放到了被用到了飞豹上为止。

纠正一下,吴先生在改革开放后一直是中科院“工程热物理研究所”的所长,不是热动力所。吴先生在邓小平改革开放后才入党。和钱先生最大的区别是,他没有跟风,比较低调。

钱先生在国外的主要贡献是在弹导学方面的钱学森公式、参与了美国第一枚火箭“阿特拉斯”的研制,还有就是在控制论方面的贡献。他是美籍匈牙利犹太空气动力学家,超音速空气动力学理论的奠基人Theodor von Kammen(冯,卡门)教授的两个中国弟子之一(另一位是南京航空航天大学教授范续其)。所以,当时美国人有钱氏至少值“4个师”的说法,因为他参与了美国第一枚弹导导弹的研制。在当时,这是非常保密的技术。

吴教授则因创立了吴氏理论闻名航空界。他曾经在1954年联合国辩论印度支那问题时,专程到联合国去聆听伍修权的发言。伍的发言激发了吴教授的爱国热情,由此萌发了回国为国效力的想法。

目前世界上,Rolls-Royce公司是全世界4大航空发动机制造商之一(其他为美国GE、Pratt Whittney(PW)、法国SNECMA公司)。我们今天乘坐的绝大多数空客和波音民航飞机的发动机,都是这四家公司或它们的合资公司(GE和法国 SNECMA公司合资的CFM)制造的。

家园 我说刚才怎么提示是短帖呢.

恭喜:你意外获得【西西河通宝】一枚

鲜花已经成功送出。

此次送花为【有效送花赞扬,涨乐善、声望】

家园 有一个错误

“当时中国的这笔钱,避免了RR公司的破产,获得了研发先进机种(如 RB211)的资金。”

这和李鹏买了32架空客,挽救了空客不至于破产一样荒唐。

“实际当时买来的是已经被淘汰的落后技术,”

这要看怎么说了。斯贝是50年代后期开始研制的,60年代用于英国第一线战斗机F-4K,也是50年代后少数美国引进生产的英国喷气发动机之一。70年代中期的时候说斯贝已经落后了,就像80年代中期时说普惠F100已经落后了一样。对当时的中国来说,更加谈不上已经落后的问题。

斯贝国产化用了很长时间,这不奇怪。英国人给的“全套资料”和当年老毛子给的米格机“全套资料”是一个意思,用他的散件组装没有问题,自己从头造,本来就不包括在转让的范围内。没有工业基础,这比读人家的程序还要痛苦,相当于一面学习程序设计语言和基本的软件工程,一面读人家的程序,“反向设计”。加上文革的折腾,没有这点时间才怪。

家园 前一半说得还上路,后一半就离谱了

吴仲华无疑是了不起的工程科学家,在学术成就上不比钱学森低,但有了一个吴仲华,中国的航空发动机事业是不是就可以平地起浪,这是很难说的。爱因斯坦是相对论的发明人,但原子弹不是他领导成功的。钱学森帮助建立的是中国弹道导弹的研发体系,而弹道导弹涉及的工业基础并不宽大,要不然萨达姆、金太阳等也不可能搞出弹道导弹来。航空发动机涉及的工业基础到现在中国也刚勉强覆盖,涉及到的材料、加工等,50年前就真是空白了,再先进的理论计算也是白搭。

家园 去年是吴先生诞辰90周年

工程热物理所搞了纪念活动也出了纪念画册。吴先生在海外名气还是很大的,可惜当时国内没有用武之地。

家园 【同意】吴先生是很了不起

但不能就此贬低别人,尤其是钱先生。

钱先生不仅学术造诣上了不起,在管理上也是很了不起的。

家园 说得很对。五十年代曾经有过争论,是先搞飞机还是先搞

导弹,当时钱老就认为应当先导弹后飞机,主要就是因为飞机涉及面大,需要更长的时间才能有成果。

家园 是这么回事

钱学森创立了中国的系统工程,那是在50-60年代啊,现代管理概念的草创时代。这个功劳不比弹道导弹的理论低。

家园 资源就那么多

当时的争论是核武器和常规武器谁优先的问题

家园 武器·发展的轨迹是冲击波杀伤越来越大于破片(包括弹丸)杀伤

所以发展核武器是优先。

家园 你说的争论和我说的不是同一次。当时专为先飞机后导弹还是

先导弹后飞机争论过。

“20世纪50年代,中央考虑在有限的经济技术条件下,是先发展飞机还是先发展火箭的问题。钱学森提出与众不同的见解:先发展火箭。因为飞机需要耐久性零件互换,对批量制造技术和材料要求高。火箭则是一次性使用,制造困难小。而保障我国安全急需的是火箭导弹。”

还有一种说法是:

“1955年,我国由于抗美援朝的经验,中国想发展航空飞机,军事上要有制空权。钱学森回来以后说,不!中国应该先发展导弹。因为导弹打飞机,一打一个准,飞机打导弹门都没有。”

此事我在某位当事人的回忆录中也看到过。

http://www.pkumpa.cn/Article_Show.asp?ArticleID=173

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