曾几何时，国家“两机”重大专项的进展情况备受关注，也一直牵动着一位海外游子的心。
这位游子就是西北工业大学2016年引进的国家“青年千人”、西工大动力与能源学院教授王丁喜。
2016年11月24日，工信部部长苗圩在全国工业和信息化创新大会上介绍， “十三五”期间我国将全面启动实施航空发动机和燃气轮机重大专项，突破“两机”关键技术，推动大型客机发动机、先进直升机发动机、重型燃气轮机等产品研制，初步建立航空发动机和燃气轮机自主创新的基础研究、技术与产品研发和产业体系。——王丁喜的回归，可谓正当其时。
“有一种叫使命感的东西
一直在激励着我”
“航空发动机集中了工业化、信息化领域的高精尖技术，是现代尖端制造业的典型代表，是建设航空工业强国必须率先重点突破的关键技术领域。”谈起国家“两机”重大专项的实施，王丁喜显得有点兴奋，“‘两机’专项对我们从事航空发动机的研制人员来说，是一个千载难逢的机会。我回国就是希望和亦师亦友的黄秀全老师一起努力，能够深度参与到‘两机’专项的科研中去，提升自己也为行业做出自己应有的贡献。”
也许是对蓝天的神往，也许是对飞行器的崇拜，1998年填报高考志愿时，王丁喜毫不犹豫地选择了西北工业大学。原本想填报西工大飞行器设计专业，却阴差阳错填成了飞行器动力。“原以为都是飞行器，差不多，来到西工大后才知道这两个专业其实差得挺远的。”谈起当年上大学的一幕，王丁喜嘿嘿地笑了。
大学期间王丁喜是很拼的，大学四年的成绩一直位居专业两个班的第一名。本科毕业被保研，依然在西工大，学的是航空宇航推进理论与工程专业。一次偶然的机会，他经本科班主任黄秀全老师指引，于2005年硕士毕业后赴英国杜伦大学深造，师从国际燃气涡轮机叶片气弹和气动热专家何力教授，研究高效的数值优化方法（伴随方法）在燃气涡轮机叶片气动和气动弹性性能优化中的应用。2009年1月获杜伦大学计算流体力学博士学位。
为了搞清“计算流体力学在工业界究竟怎么应用”，王丁喜博士毕业后到英国西门子工业燃气涡轮机有限公司的研发部门工作，一干就是8年。先后担任高级工程师和首席工程师，主要从事压气机/涡轮叶片气动/气弹设计、分析、优化和实验验证，以及相应数值仿真工具的开发。曾代表公司参与和牛津大学与剑桥大学的各种科研合作，参与过欧洲的《无颤振叶轮机设计》专项，积累了丰富的气动和气弹研究方面的理论和工程应用经验。
特别值得一提的是，王丁喜首次提出伴随混合面法，成功地将伴随法扩展到多排叶轮机叶片气动优化中，并且掀起了伴随法在叶轮机叶片优化中应用的热潮。首次成功地将伴随法应用到同时考虑叶轮机叶片的气动性能和气动弹性性能的叶形优化中，大大降低了优化计算所需要的时间，使耦合的叶片气动性能和气动弹性性能优化成为现实。
王丁喜在压缩系统叶片气动气弹优化设计技术研究方面获得国际领先水平的技术成果，发表在叶轮机行业顶级期刊《ASME Journal of Turbomachinery》上，成为2010年以来该期刊的10大高被引论文之一。
8年西门子的研发经历，让王丁喜对压气机/涡轮叶片气动力学、气动弹性力学、叶形优化和数值仿真有着非常专业和深入的认识和把握，对古老的问题有自己深刻、独到的看法和行之有效的更好的解决方法，一直处在该学科研究的国际前沿，引领学科的发展。
“目前我国投入了巨大的财力进行航空发动机和工业燃气涡轮机的研发，同时西北工业大学也是为数不多的一直致力于燃气涡轮机研究的大学之一，具备很好的研发经验、实验条件和相关的师资力量。”谈起当初回国为什么选择母校西工大时，王丁喜说，“本人的经验、知识和能力既符合学校发展的需要，也顺应国家的科研战略发展，依托母校申报国家‘青千千人计划’，对我来说是理所当然的事儿。”
“回西工大工作，当然还有对母校和昔日恩师的深厚感情。这里人熟地也熟，这里也是我梦想起飞的地方，相信回到这里我会飞得更高。”说到此，对母校一直心存感恩的王丁喜会心地笑了。
“多年来，黄秀全老师一直召唤我回国和他一起共事。黄老师当年是我的班主任，对我来说更像一个大哥哥，是他指引我出国深造，也是他一直在说服我回国，并希望我能够赶在‘两机专项’立项之前回国。”王丁喜说，“当温饱不是问题的时候，自然就更注重做自己喜欢做的事情，更希望同自己合得来的人一起做事，我跟黄老师就是挺合得来的。”
事实上，王丁喜回国时还是下了很大的决心的，毕竟全家在英国待了8年。回国后，因两个孩子难以适应国内的教育环境，他的爱人只好带着孩子又返回英国了。只身留在国内的王丁喜，每天吃食堂，有时干脆就住在办公室。他笑言，“每天几乎眼睛一睁就开始干活，做自己喜欢的事情，就算熬夜也不会觉得累。”
“希望在气弹方面做大文章，
为国家‘两机专项’做贡献”
“航空发动机和燃气轮机‘两机’科技重大专项的顺利实施，展现了国家对‘两机’技术发展的重视，也为我等工作在‘两机’领域的人员提供了贡献国家和发展自己的难得机遇。”王丁喜说，航空发动机技术属于国防重点高科技领域，其发展水平已成为一个国家国防实力的重要标志之一。作为航空发动机关键部件的航空叶轮机更是受到各国科技工作者的广泛关注。随着材料科学、计算流体力学以及计算机技术的快速发展，各种新技术相继出现，大大推动了航空叶轮机的发展。
回国之后，王丁喜主要从事基于高性能数值仿真的叶轮机多学科（气动、气弹和气热）优化设计理论及应用研究。
叶轮机在航空发动机中究竟占有怎样的分量？
“叶轮机属于航空发动机/燃机的核心部件，其体积和重量占整机的比例高达80%，其气动性能直接决定着发动机/燃机的总体性能及其耐用性和经济性。”王丁喜介绍说，现役的叶轮机叶片一般都是经历了数十年基于人为经验的不断改进。以这种传统方式来改变叶片形状达到进一步提高叶轮机的气动性能已经变得越来越困难。因此，基于数值仿真的全自动优化是进一步优化叶轮机气动性能的最佳方法。
“两机专项”之前，我国还没有国家层面的针对叶轮机气弹问题研究的专项资金投入。国内高校的气弹试验平台稀缺，能够用于验证数值分析手段和工具的气弹实验数据也是一片空白。即使是国内气弹数值仿真研究，也都是借助于国外公开文献中的数据。
王丁喜要开展的研究主要包括两个方面：高性能数值仿真系统的建立与验证和高性能优化系统的建立与验证。
“建立一支高水平科研团队，与国际知名大学和企业开展科研合作，在叶轮机多学科（气动、气弹和气热）设计和优化领域作出世界水平的研究成果。”这是王丁喜的近期目标。
回校两年多来，王丁喜致力于建立一套具有自主知识产权的用于叶轮机（压气机/涡轮）的高性能数值仿真和优化系统，并将之用于航空发动机和燃气轮机“两机”科技重大专项研究工作中。目前，该系统的气弹数值仿真部分已经通过评估，进入中国航发商用发动机有限公司的研发体系，也是该企业唯一一款进入设计体系的自主三维数值分析软件。
对于研究型大学而言，科研经费的多少是一所大学创新活力和创新才能的标志，是教师科研活跃度的直接体现。2017年西北工业大学在高校企业科研经费排名中跃居第四位，与“两机专项”第一批项目的落地有着密切的关系。据了解，2017年西工大在“两机专项”中共获12项支持，仅动能学院就获6项支持，其中由黄秀全代表西工大牵头申报成功的“两机专项”某基础研究重大项目，科研经费达4200余万元，经费总量在动能学院位居第一，在全校位居第二。
作为项目组骨干王丁喜，回顾这个“两机”重大专项之基础研究项目的申报过程，笑言“这是一个充满竞争和挺有故事的过程”。当时，国内多家研究所和高校都希望牵头，虽经过一番周折，最终还是花落西工大。
“我和黄秀全老师配合得可谓‘天衣无缝’，缺了谁都无法成功。”王丁喜说，“项目申请开始，很多人都不相信我们能够牵头，其实我们自己也没有把握，但是我们有过硬的技术水平，有一颗不服输的心，努力去争取，我们的付出也得到很多行业专家的支持。”
毕竟，西工大在叶轮机气动弹性研究领域有悠久的历史和传承，有深厚的功底和积淀，向前可追溯到20多年前周新海教授的研究工作，当前黄秀全和王丁喜很好地继承了前辈的研究成果，并将其进一步发扬光大。
该项目将通过系统性的基础研究，发展应对压缩系统气弹问题的多层次高精度数值预测方法和高分辨率流动及振动测试方法，并针对主机所存在的气弹问题，开展机理和抑制方法研究，探明流动致振机理，从流动根源出发探索解决方案，为我国发动机/燃气轮机压缩系统的气弹问题预防和解决提供系统性的知识和经验积累，大幅度提高我国解决压缩系统气弹问题的技术水平，为我国高性能发动机/燃气轮机的研发提供重要的技术支撑。
毫无疑问，王丁喜的专业知识和丰富经验为“两机”重大专项之项目研究奠定了扎实的理论和实践基础。对该项目（为期4年）研究目标的如期实现，王丁喜充满了信心和期待。
文稿｜吴秀青
视觉｜王清正
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