蔡睿贤:能源动力科学翘楚名实相符睿而贤

作者:林汝谋 金红光

 

蔡睿贤在2007年新春联欢会上

  蔡睿贤先生热爱祖国、崇尚科学,将毕生精力倾注于我国能源动力事业,并为此作出了卓越贡献,党和国家以及国内外科技界同行对他的辛勤工作和所作贡献给予充分肯定和高度评价。

  蔡睿贤先生谢世,悲痛于胸难以自拔,脑中不断涌现出他的光辉形象。本文尝试概述他的学术成就,意在继承蔡先生遗志,努力奋进。他长期从事于能源动力系统基础研究和技术研发,主持完成国家攀登B、“973”和“863”计划、自然科学基金及国际合作等大量国家科技项目,在工程热物理基础研究与燃气轮机研发、人才培养及能源领域战略研究等方面都有重大贡献。

  睿智勤奋,科研成果累累

  蔡先生对工程热物理学科基础理论进行系统深入的研究,在下列三个研究领域方向上都有重大创新进展。

  一是叶轮机械气动热力学。作为叶轮机械三元流动理论创始人吴仲华先生的助手,他全面发展了吴创造的中心流线法(是当时唯一能高效计算可压缩流透平叶栅的方法,曾获国家自然科学奖二等奖),使其计算速度与准确度均有数量级的提高,在原中心流线法工作基础上进一步发展的二元、三元级数解等相关成果获1986年中科院科技成果奖一等奖(蔡为第一获奖人)。

  二是热力循环基本分析。蔡先生率领自己研究团队持续几十年对能源动力系统和热力循环进行研究,在总能系统新概念和热能的梯级利用原理、系统理论建模、热力学分析新方法和评价准则以及系统集成与设计优化新体系等方面都有创新性成果,特别是总能系统与正、反热力循环分析在国际上独树一帜。他创建了分析复杂总能系统的简捷比较法,能够系统性简捷表达复杂循环系统的性能,并得出各种联合循环系统的简明特性规律。他特别重视评价准则问题,提出不同形式能量的不等价性理论和价值比值概念,这是热力系统研究中一个核心科学问题,具有普适性意义,还相应提出了一系列合理准则,从而创建了基于能质理念的评价准则与热力学分析学说体系。他在热力循环基础理论研究方面成果独特,备受称赞,在国际上领先得出联合循环最佳压比,首先揭示余热锅炉节点温差与补燃对联合循环性能影响规律等。他与研究团队还创新发明一些新的热力循环(如氢氧联合循环,高效燃煤联合循环及无CO2温室气体排放热力循环以及无传热温差的“无缝”联合循环等),给出其性能特性,指出循环关键问题。

  三是对工程热物理等学科基本方程的严格简明解析解。简明严格的解析解对明确反映研究对象的数学物理过程和推动该学科发展都有重大作用。他对工程热物理学科中很多从未有简明严格解析解的基本方程,导出其相应的解析解,如非定常几何三维欧拉流动解、非定常正激波流动解、各向异性的自然流动Brinkman渗流解、非定常非线性导热解、热质双扩散对流解等,并将求解解析解的思路交叉推广到固体力学、管理科学等学科中。另外,还从经典的求解方法中发展了一些新的求解方法,如加法分离变量法、杂交分离变量法等。

  脚踏实地,机车厂燃气轮机工程师

  蔡先生曾任长春机车厂主任工程师,参加机车燃气轮机大会战,这是我国地面燃气轮机发展具有里程碑意义的事件。

  长春机车厂与哈尔滨汽轮机厂、铁道科学院以及清华、哈工大等组成联合设计组设计4000马力机车燃气轮机,并由长春机车工厂进行试制。从1975年12月第一次点火成功到1976年12月加到满负荷,付出艰苦卓绝的努力,先后做了82次正式试验、10次揭缸,重做了一个转子,测量了10万个以上的各种数据,解决了压气机提前喘振等科技关键问题,并完成正式热力性能试验与48小时连续运行试验。到1977年底燃气轮机车就行驶在铁路干线上,承担货运和客运的牵引任务。

  蔡先生作为主办单位的燃气轮机专家,脚踏实地做了大量科技工作,并参与重大科技问题的攻关,为成功研制燃气轮机机车作出重要贡献,特别是集体首创发现了多级轴流压气机的内环气动效应,从而破解了压气机喘振的难题。

  经过7年共同努力,长征2型燃气轮机车研制成功,并于1978年3月召开的全国科技会议上,获中华人民共和国科技成果奖。燃气轮机系大国之重器,与国家经济发展、国家安全以及环境保护等密切相关。蔡先生觉得这辈子的成功之一就是搞燃气轮机。

  高瞻远瞩,领军国家能源动力规划和战略研究

  蔡先生高瞻远瞩,全面而深刻地理解当今世界能源动力领域前沿热点与关键,作为领军科学家多次参与国家能源动力领域项目的顶层设计和战略研究,主持《国家基础研究“十五”计划和2015年远景规划》能源科学调研和S-863计划能源领域软科学及中美两国四院能源领域等战略研究。

  1981年,他和吴仲华及徐建中院士等参与国家机械委、科委、国防工办等成立的燃气轮机应用研究小组工作,全面调研国内外发展情况,提出我国发展地面燃气轮机的规划设想和实施建议。

  1996年,科技部成立S863计划软课题组,任命蔡睿贤院士为能源领域组长,开展S863计划软科学研究能源技术领域发展战略研究,为制定21世纪国家高技术研究发展规划决策作准备。

  1999年,国家自然科学基金委员会成立《国家基础研究“十五”计划和2015年远景规划》能源科学学科调研组,蔡先生为组长。以他为首的专家组的调研报告,后来列入国家科技部和基金委组织出版的中国基础学科发展报告,这是一个“十五”期间国家发展基础学科的指导性文件。

  2001年,香山科学会议第170次学术讨论会上,他与成思危教授、王淀佐院士担任执行主席,他作了总评述报告。这次会议为基金委重大科学研究计划“西部发展中能源与资源利用及其环境保护的关键问题”立项奠定了基础。

  辛勤耕耘,桃李满园芳天下

  蔡先生热心教育,辛勤耕耘。他在清华十六载固守三尺教台,培养出一大批我国燃气轮机科技骨干,到科学院后更是矢志育英。他是位学识渊博、治学严谨的导师,培养出许多优秀研究生。2003年他当选为国家人事部全国博士后管委会第五届专家组成员,在博士后政策咨询、评审等方面发挥了重要作用。他指导过多名院“百人计划”入选者、博士后,数十名研究生,受到蔡院士点拨、解惑和帮助者更是不计其数。他多次荣获中国科学院优秀研究生导师称号。

  鉴于蔡先生学术造诣和威望,他还被聘为清华大学、西安交通大学、上海交通大学、中国科学技术大学、北京航空航天大学等多所大学兼职教授。他不顾高龄常常长途奔波,去给学生们讲课或做报告,从自己经历出发,谈能源动力领域研究前沿热点和关键问题,谈学习方法,谈做人、做事、做学问的道理。蔡先生的讲课和报告精彩纷呈,听众常常为他风趣幽默的谈吐、儒雅睿智的气质风貌所倾倒。

  蔡先生培养的众多精英后辈和学生,遍布美国、加拿大以及国内各地,其中有四位中国科学院或中国工程院院士、十多位研究员或教授、多位公司或工厂的总工程师以及多位省部级领导干部等,称得上“桃李芬芳满天下”。正是:“师者,传道授业解惑也。”先生是一盏明灯,他用知识照亮学子的前途;先生是一座丰碑,他用人格魅力指明学子的方向。对他的学生们来说,蔡院士不仅是科学的引路人,更是人生的领路人。

  蔡睿贤先生热爱祖国、崇尚科学,将毕生精力倾注于我国能源动力事业,作出了卓越贡献,党和国家以及国内外科技界同行对他的辛勤工作和所作贡献给予充分肯定和高度评价,因而多次获奖,包括5 项国家自然科学奖和省部级奖以及何梁何利科学与技术进步奖等。他的杰出成就永远是我国能源动力科教事业的宝贵财富。他的高尚品格永远值得我们学习和怀念!

  注:两位作者(林汝谋研究员和金红光院士)系蔡睿贤院士早年学生,后来成为他的亲密助手与同事。他们长期相处共事,耳濡目染,是受蔡睿贤影响和帮助最大的两位。

  来源:中国科学报  时间:2014-12-22  

 

2015年01月13日 12:08:54  清华新闻网

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