何友声

四艘客货轮海上剧烈尾振,会诊现场他力排众议:病根不在船,在螺旋桨

何
何友声
中国工程院院士 · 流体力学专家
1931年生于浙江宁波,4岁迁居上海,1949年同时考上北大、同济等校,因爱大海选了同济造船系,1952年提前毕业赴大连工学院任教。1957年入钱学森等筹办的首届清华力学研究班,次年提前返沪任上海探空火箭研制总负责人,在宝山高炮阵地成功发射固体燃料小火箭,居全国之先;钱学森称他"诚力学班佼佼者也"。1963年他开辟中国水翼理论研究领域,1976年在客货轮尾振大会诊中力排众议确诊螺旋桨空泡激振力,使中国船舶减振水平追平国外。1995年当选中国工程院院士,2002年当选欧洲科学院院士,2018年1月在上海逝世。

1976年,浙江沿海,四艘国内自行设计制造的姐妹客货轮接连出怪事:船一开快,船尾就剧烈振动,乘客站不稳、船员睡不着。全国专家被拉到航行现场大会诊,振动原因众说纷纭。一个上海来的教授看完实测数据,断然给出和大多数人相反的结论:病根不在船体结构,在螺旋桨——是空泡诱发的激振力。

他据理力争,把这种力的形成机理和危害讲得透彻,与会者最终被说服。船上按他的判断加装减振措施,尾振明显减轻。这位力排众议的教授叫何友声,中国水翼水动力设计的奠基人。

同时考上北大,他选了造船系

1931年7月28日,何友声出生在浙江宁波一个临海的城市。4岁随家人迁居上海,但他始终忘不掉家乡的海,每年都要回去看看。1937年"八一三"事变后全家辗转避难,1943年才在沪西安定下来。第二年,13岁的他考入上海四所市立中学之一的晋元中学,一直当班长,成绩和人缘都是班里最好的。六年中学他只用五年半就读完,1948年底提前毕业。

1949年7月,上海刚解放两个月,他接连参加北大、同济、圣约翰等校招考,全部通过。选哪个?他毫不犹豫地在志愿表上写了同济大学造船系——对大海的喜爱,让他决心以海洋为终身奋斗的事业。1952年"一五"计划开局,国家急需人才,全国高校三、四年级学生同时毕业。他和同学们赶着寒暑假念完全部课程,提前一年走出校门,被分配到大连工学院造船系当助教兼系秘书。

那时师资奇缺,学生辅导几乎全压在这个年轻人身上。他边教边钻,还在《中国造船》上发表《关于梯形法》《辛氏法的端点修正》,后一个修正法简单易学又精确,很快被国内船舶设计手册采用。他又花两周参加科技俄语培训,苦学的劲头还上了东北当地报纸。1955年2月院系调整,大连工学院造船系师生被三节火车车厢"打包"南调,他也随校回到上海,进入上海交通大学。

钱学森说:"诚力学班佼佼者也"

1957年,何友声被选送进由钱学森、郭永怀、钱伟长筹办的第一届清华大学力学研究班,主修流体力学,同时兼任辅导教师和党总支书记。学业、教学、党务三副担子一肩挑,他仍在班上写出《关于超空泡螺旋桨》等三篇论文。

但他没等研究班结业就被提前半年召回上海——上海市科委正组织全市力量研制探空火箭。他说火箭不是自己的专业,但国家需要,他就得上。随后他被任命为总负责人,带着上百名技术人员建起小型火箭发动机试验台和管路试验装置,协助筹建上海机电设计院,又在交大创建工程力学系。1958年11月,一枚固体燃料小火箭在上海宝山高炮阵地发射成功,居全国之先。

1961年秋,教育部组织二十多所重点高校分南北两路设计飞航导弹,他任南路总设计师,完成了初步设计(后因故停止)。三年火箭生涯,他发表论文十余篇。同年钱学森回母校上海交大,专门鼓励他说:"诚力学班佼佼者也。"

给中国水翼艇算"水账"的人

1962年学科布局调整,何友声又回到老本行——水动力学。第二年,为解决水翼贴近水面航行时的兴波难题,他在国内开辟了水翼理论研究方向:拓广美籍华人学者吴耀祖的工作,发展出后掠水翼理论,求得解析结果,并应用于小展弦比水翼。在此基础上开发的水翼性能理论计算方法,在中国水翼艇设计中一直沿用至今。1985年起,他又与人合作开拓兴波理论的时域解析解及数值方法,被国内外同行视为这一领域的新进展。

船在水中跑得越快,绕不开的拦路虎是空化——水流在螺旋桨表面局部汽化形成空泡,空泡破裂时产生强烈脉动。早在50年代,何友声就盯紧这个方向,率先在国内撰文介绍苏联学者的工作。在他带领下,中国高校里第一个研究空泡流、出入水和空化机理的据点在交大建立。

1963年,他作为主要发起者在上海组织空泡流讨论班,仅用一年就让参与者跟上了国际前沿;他把船波、射流、空泡流、出入水这些带"自由表面"的问题打通,统一建模,写成讲义《自由表面水动力学》,开出一门沿用至今的新课。美国工程院梅强中院士评价这些工作"富于独创性",钱伟长则称赞他的解法"很有创意"。

从客货轮到东海大桥

1976年那场客货轮大会诊之后,何友声大力倡导螺旋桨激振力研究,国内很快建起五个研究据点,中国自行设计船舶的尾部减振水平由此一跃可与国外媲美。1987年,他与人合著的《螺旋桨激振力》出版,是国内外第一本该领域专著,1992年获部级科技进步二等奖和国家教委优秀学术专著奖。

80年代中期起,他又把流体力学带进微电子领域,研究硬盘磁头的飞行问题,在国内建立第一个研究据点,发展出动静态性能优异的改进型等飞高磁头。90年代中期,他提出把流体力学方法用于河口近海的资源开发与环境保护——此后十几年,他的团队深度参与了长江口航道整治、东海大桥、洋山深水港、青草沙水库、浦东滴水湖、苏州河水闸等上海重大涉水工程,专门解决其中的水动力学关键问题。

1986年至1992年,何友声任上海交通大学党委书记,并当选中共上海市委委员;他还连续两届任中国力学学会副理事长,1989至2003年任国际理论与应用力学联合会理事,2002年当选欧洲科学院院士。1995年,他当选中国工程院院士。

"我这一生都在学生食堂吃饭"

何友声从教58年,最看重的身份始终是教师。恢复学位制后,他在交大建起以水动力学为方向的流体力学博士点和博士后流动站,培养硕士、博士三十余人。1980年,他率先开设"近代文献阅读课",每周一次雷打不动,鼓励年轻人争论。

当校党委书记期间,他仍亲自主持研究生讨论课,每个学生的论文都逐字逐句修改,还常到试验现场检查。校长林忠钦院士回忆:何老师的《水动力学》虽是本科课,却把多年科研心得全教给学生,"学到的内容其实超出了本科的要求"。2001年,他获"全国模范教师"称号。

他说高校教师最重要的任务是培养学生,"不能脱离学生的生活,我这一生都在学生食堂吃饭"。他喜欢古文史学,赞成老庄的"无为而治"——不是什么都不做,而是不干涉规律,"搞科学研究尤其要注意这一点"。晚年86岁,他仍坚持每周三次到操场快走四圈;年轻时爱和学生踢球,学生嫌他年长不愿带,他就专等天色变暗再上场,让人看不清他的满头白发。

正身律物,轻利重德,学贵致用,以勤补拙。

—— 何友声一生践行的誓言,上海交通大学新闻网 2017-04 专访

何友声(1931.07.28—2018.01.17)

籍贯:浙江省宁波市,4岁迁居上海

学历:1952 年毕业于同济大学造船系(提前一年毕业);1957—1958 年清华大学首届力学研究班学员兼辅导教师

身份:上海交通大学教授、博士生导师,1986—1992 年任上海交大党委书记、中共上海市委委员;中国力学学会第三、四届副理事长;国际理论与应用力学联合会理事(1989—2003)

主要成就:我国水翼及其兴波水动力设计奠基人,水翼性能计算方法沿用至今;1958年任上海探空火箭研制总负责人并成功发射固体小火箭;1976年确诊浙江客货轮螺旋桨空泡激振力问题,推动国内五个研究据点建设;著国内外首部《螺旋桨激振力》(1987);建立国内首个空泡流、磁头飞行问题研究据点;推动河口水动力学服务洋山港、东海大桥、青草沙水库等工程

荣誉:国家和省部级科技进步奖10余项、国家教委优秀学术专著奖、全国模范教师(2001)、辛一心船舶与海洋工程首届终身成就奖(2016)

当选院士:1995 年中国工程院机械与运载工程学部;2002 年当选欧洲科学院院士

从宁波海边的少年,到同济造船系的学生;从宝山夜空里全国领先的小火箭,到中国水翼艇沿用至今的计算公式;从四艘客货轮上力排众议的诊断,到洋山港、东海大桥脚下的水流——何友声一生都在和水打交道:让船跑得更快、更稳、更安静。

2018年1月17日,何友声在上海逝世,享年87岁。他教过的学生里,有大学校长,也有船舶行业的中坚。许多人记得的不是那些奖项,而是一个永远在学生食堂排队吃饭、天黑了就混进球场和年轻人踢两脚球的清瘦身影。

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