在GF部第五研究院的日子,紧张而充实。
何雨柱凭借着系统赋予的超越时代的视野和自身扎实的功底,在总体设计部如鱼得水,不仅完美地扮演着钱学成与化罗庚之间的“学术桥梁”,更在实际科研攻关中屡屡提出关键见解,地位日益稳固。
这天,研究院内部的气氛格外凝重。
一个重要型号的火箭发动机地面试车,遭遇了挫折。
虽然不是毁灭性的失败,但试车数据表明,发动机的涡轮泵在长时间高负荷运行时,出现了异常振动和效率衰减的迹象。
这直接影响了发动机推力的稳定性,是关乎整个型号成败的“心腹大患”!
会议室里烟雾缭绕,负责动力系统的专家们眉头紧锁,争论不休。
“我认为是轴承问题!高速高温环境下,现有轴承材料和润滑方案扛不住!”
“我更倾向于是叶片的气动设计有瑕疵,产生了不该有的激波或涡流!”
“会不会是转子动平衡没做到极致?微小的不平衡在高速下被放大了?”
“材料!归根结底还是材料!我们耐高温高强度的合金不过关!”
各位老专家引经据典,分析得都有道理,但谁也拿不出一个能让所有人信服的、且能快速解决问题的方案。
问题的根源似乎隐藏在复杂的流场、应力、热传导耦合之中,难以精准定位。而时间不等人,项目的节点压力巨大。
钱学成先生静静地坐在主位,听着大家的争论,手指轻轻敲击着桌面。
他没有轻易下结论,而是将目光投向了坐在角落,一直认真聆听、偶尔在笔记本上写写画画的何雨柱。
“小何,”钱学成点名了,“你听了这么久,有什么看法?不要拘束,大胆说。”
顿时,所有人的目光都集中到了何雨柱身上。有期待,有审视,也有几分不以为然——毕竟他太年轻了,动力系统又是极其复杂的专业领域。
何雨柱合上笔记本,站起身,走到前面的黑板前。
他没有直接回答哪个观点对错,而是拿起粉笔,画出了一个简化的涡轮泵转子-轴承系统示意图。
“各位老师,各位领导,”何雨柱语气沉稳,“我认为,单纯争论是轴承、叶片还是动平衡的问题,可能陷入了‘头痛医头,脚痛医脚’的困境。
涡轮泵是一个高速旋转的复杂系统,其振动和效率衰减,很可能是多物理场耦合作用下,系统失稳的表现。”
他先在黑板上写下几个关键词:流体激励、转子动力学、热变形、间隙变化。
“我们可以尝试建立一个简单的集中质量模型,”何雨柱一边说,一边快速写出几个微分方程的核心项,“将转子、轴承、叶片简化为具有质量、刚度和阻尼的单元,重点考虑高速流体对叶片的非定常激励力,以及由于温度场不均匀导致的转子热变形和轴承游隙的变化。”
他看向一位负责材料的专家:“章工,您说得对,材料是基础。但如果能通过系统动力学优化,降低关键部件承受的极端载荷,或许能为我们现有的材料体系争取到更大的安全裕度,解了燃眉之急。”
他又看向负责气动设计的专家:“卢工,叶片气动设计固然重要,但如果转子系统本身在特定转速下存在固有频率,容易被流体激励起来产生共振,那么再好的气动设计也可能无力回天。我们需要进行坎贝尔图分析,避开危险转速区。”
何雨柱侃侃而谈,他没有给出一个现成的答案,而是提出了一套系统性的、全新的分析思路。
他将一个看似孤立的问题,上升到了“流固热耦合”的系统动力学高度,并指出了利用现有技术条件进行优化设计的可能性。
会议室里安静下来,几位老专家开始认真思索何雨柱的话。
他提出的“集中质量模型”、“坎贝尔图”、“多物理场耦合”等概念和方法,虽然原理他们未必完全陌生,但如此清晰、系统地将它们应用到眼前这个具体难题上,并指出一条可行的分析路径,这无疑让人眼前一亮!
钱学成先生的眼中露出了赞许的光芒。
何雨柱的这种思维方式,正是他所欣赏的——抓住问题的物理本质,用合适的数学模型进行描述,进而寻找工程上的解决途径。
“很好!”钱学成一锤定音,“雨柱同志的思路很有价值!我们不能只盯着局部。
我建议,立即成立一个由动力、结构、材料、控制专业组成的联合分析小组,就按照雨柱提出的这个系统动力学分析框架,进行深入建模和计算!
小何,这个分析小组的组长,由你来担任,负责技术协调和模型构建!”
“是!钱先生!”何雨柱立刻领命。他知道,这既是信任,也是巨大的责任。
接下来的几天,何雨柱几乎泡在了计算室和实验室里。
他表面上带领着团队查阅资料、建立简化模型、进行手算和利用院里那台老旧的计算机进行数值模拟,暗地里,却早已让系统对涡轮泵进行了全方位的“虚拟诊断”。
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