国内首个地面交通工具风洞落成
运行结果显示?由同济大学承建的这一风洞?关键指标均达到世界领先水平
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(上接第1 版)资金来源也逐渐清晰,主要由三部分构成:政府投 入一部分;学校“985 工程”二期平台建设资金划拨一部 分;未来可能的合作企业出资一部分,到建成实际使用 时,以服务费的形式返还。
项目正式立项时,先后有上海大众、上海通用、奇瑞 等近10 家汽车制造企业表达了合作意向,签订了协议。
对于谁来建的问题,万钢一开始的态度就很明确, 要建就自己建!因此在资金和场地之外,一个更加重要 的问题,如何集聚合适的人才?
万钢:汽车风洞的建设还有一个很重要的作用,就 是培养和锻炼人才。在汽车风洞建设当中,我们引进了 一大批在海外、在国内、在各方面有造诣的学科领头人 物,包括工程师、设计师和技术人员,有了他们,我们才 能建设和维护这样一个汽车洞。
杨志刚,这位曾在美国航空航天总署和通用汽车总 公司工作近20 年的空气动力学专家,就是在万钢的感 召之下,怀揣建设国内第一个汽车风洞的理想,2004 年 底毅然决定回国,加盟同济汽车学科团队,担当风洞中 心建设技术总负责的重任。
杨志刚:记得是2004 年年中的时候,万部长,当时 是同济大学校长,找到我说同济大学有在校园里建设上 海地面交通工具风洞中心的计划。我原本也一直希望有 机会能够回国来工作,所以听到这一消息以后,就很快 做出了决定。其实这样一项任务对我来说,既是很好的 机会,也是很大的挑战。
当前期准备工作形态初具之后,2004 年12 月29 日,作为上海市科教兴市重大产业公关第一批启动的29 个项目之一,上海地面交通工具风洞中心在同济大学嘉 定校区奠基。 建设瞄准国际一流目标,群策群力奠基仪式之后,实质性的土建施工并没有马上开始, 包括科研团队、建筑设计团队、施工设计团队等在内的相 关各方,针对建设过程每一个环节,开始了更加深入、系 统地研究和设计。
杨志刚:每一个风洞的建设,都具有独特性和唯一 性。也就是说,到现在为止并没有一些通用的方法能够对 所有的风洞,或者说对某一类风洞进行一般性的一个设 计。因此,为了做好这个工作,我们组织了科研团队,建设 了模型风洞,然后对风洞相应的问题进行研究, 比如说流道设计、移动地面系统设计、收集口设 计等等。
丁洁民(校长助理、同济大学建筑设计研究 院院长):由于本项目建筑设计要服务于风洞中 心使用功能,因此如何妥善协调建筑设计与风洞 技术设计关系,达到技术设计目标是关键所在。 在考察全球主要汽车厂商及大学汽车风洞后,我 们确定了本风洞中心的主要技术参数,以此希望该风洞 中心不仅能满足国内汽车工业快速发展的需要,并使其 综合技术水准达到国际一流水平。以此为出发点,设计院 抽调精兵强将,组成了专门的设计团队。
经过了一年左右时间的规划、设计和前期科研,2005 年12 月28 日下午4 点,同济大学上海地面交通工具风 洞中心按照计划,打下了第一根桩。
杨志刚:同济大学是举全校之力来完成风洞中心的 建设任务。从学院层面来说,除了汽车学院以外,还有机 械学院、电信学院和航空航天学院等兄弟学院的老师参 与到风洞中心的项目组来。同时也得到了学校有关职能 部处领导和老师的参与,包括设计院、基建处、设备处、审 计处、财务处、科技处等,都直接参与到项目组当中来。
如此庞大的工程,如果没有一个强有力的协调机 制,没有建设相关各方的精诚团结、通力合作,建设过程 中每往前迈进一步,都将困难重重。
陈小龙:这些困难的克服,得靠我们每个同志的积 极性、专业精神,同时我们需要一个完美的组织体系。当 然在这个过程中间,我们学校领导,特别是成立了以校 党委书记周家伦为首的领导小组,集合全校的力量,通 力合作,协同攻关。我们一开始就规定,每两周,所有的 工程管理和技术人员要召开一次例会。当然不是仅限于 两周的例会,平时我们还有很多现场会议。每两周一次 的例会,确实解决了一些重大的问题,包括技术问题、管 理问题、与各个施工单位的协调问题,甚至包括与供应 商的材料供应问题等。
高欣(同济大学基建处处长):为了把一些关键问题 协调好,我们花费了很多的精力。我们体会到,要把这个 项目做好,首先要考虑项目的整体利益,放弃各部门、各 单位的利益。万部长和陈校长,曾经好几次来参加我们的 工程例会,对我们整个工程建设给予指导。所以说,整个 项目能够顺利实施,离不开学校领导的正确领导,也离不 开研究人员和工程技术人员提出的正确的技术方案。
为了建成世界上最好的风洞,全体相关人员为此付 出了常人难以想像的艰辛和努力。低频颤振是他们在建 设过程中解决的核心难题之一。
杨志刚:我们这个风洞的形式叫开口式风洞。开口 式风洞普遍有一个被称为低频颤振的现象。这个现象的 存在,使风洞实验段的流场变得不稳定,而在风洞实验 时,却是要求有一个比较稳定的实验环境。
王毅刚(同济大学汽车学院副研究员):为了解决低 频颤振这个问题,我们特别组织了一个科研小组,包括 空气动力学、声学的专家学者。经过三年多的潜心研究, 我们已经在低频颤振形成机理及其控制方法方面形成 了多项研究成果,目前已经申请到的专利有3 项,还有3 项专利在申请中。
在许多国外的风洞里面,风道开裂的现象比较常见。对于风洞这样体量庞大的混凝土流道,裂缝几乎不可避免。为此,技术人员、建筑师和施工人员一起,齐心协力,多方探讨,最后提出了清水混凝土的方案,圆满解决了业界久攻不克的这一难题。
在高低温交变的热环境风洞里,传统的保 温板粘合形式也受到了挑战,防水性差,也不经久耐用, 但这也难不倒同济的建设者们。
赵兰萍(同济大学机械学院副教授):如果说板与板 之间能够采用整体焊接的方法,这些问题就可以避免。 后来我们做了一系列的调研,找到一家有经验的供应 商,它们的板是专门考虑了焊接的要求,所以我们这个 仓体,包括顶板、墙板和地板,全部是不锈钢整体焊接。
风洞用电也曾经令建设者们倍感困惑。因为按照最 初的计算,所需电流量大大超过了校园供电的负荷。
杨志刚:为了克服这个问题,我们对风洞流道进行了 优化设计,把最后用电量的需求从原来的5600 千瓦,降 到了4400 千瓦,而同样可以达到我们最大风速的要求。
建设过程中围绕实际需求,建设团队实时的研发攻 关,同时注重业界最新技术的引用,使上海地面交通工具 风洞中心在建设过程中,每一个关键环节,都始终处于世 界领先的水准。
王振亚(同济大学汽车学院副教授):在热环境风洞 当中,为了能够拓展风洞的使用领域,比较特殊的是采用 了一个“边界层抽吸”的系统。举个例子说,假如说不做汽 车热环境实验的话,我们这个风洞也可以用来做汽车的 模型实验。这样的考虑,在国内外的热环境风洞当中是唯 一的一个。
刘晓晖 (上海地面交通工具风洞中心运营部主任): 我们这个转鼓是一个两轴的转鼓,目前这个转鼓在国内 是最大的。它有这么几个特点:一个它的荷载比较大,最 大可以承受50 吨的汽车;还有就是轴距调节范围比较 大,最大轴距可以调到5 米4,意味着在这个转鼓上可以 测试卡车、大客车等大型车辆。
作为国内第一个自己建设的风洞,建设过程中,建设 团队特别注重关键设备和技术的国产化。由此也使得围 绕风洞建设而产生的积累更加全面、完善。
庞加斌(上海地面交通工具风洞中心副主任):对于 “测控系统”的考虑,是直接采用国外的,还是自己研发, 开始大家还是有争论的。最终,我们把这个项目留在了学 校内部,由汽车学院与电信学院的有关教师和科研人员 成立了一个科研小组,对“风洞测控系统”进行攻关研究。 我们现在实际使用的系统,就是这个小组的研究成果。
2008 年12 月26 日,风动中心大楼土建部分基本完 工并正式交付使用。以此为节点,同济大学上海地面交通 工具风洞中心建设,不仅沉淀了一段中国科技工作者勇 于接受挑战、不懈攻关的佳话,也绽放了国内建筑界的又 一朵奇葩。 运营努力发挥风洞中心的最大效用作为首批启动的上海市科教兴市重大产业科技攻关 项目,同济大学上海市地面交通工具风洞中心从建设立 项伊始,便承载着为中国汽车工业自主创新提供了关键 支撑,服务创新型国家建设的重任。建设过程中,始终得 到了学校及上级有关部门和领导的关心与支持。同时也 为刚刚踏进新百年、谋求新跨越的同济大学,增添了具有 标志意义的浓重一笔。
然而,风洞中心建设完成,只是万里长征迈出的第一 步。未来的挑战更加现实,征途也更加漫长。
裴钢(同济大学校长、中国科学院院士):汽车风洞建 设是同济大学实现学科链和产业链对接的一个重要举 措,学校倡导的人才、学术、质量三方面重要因素,在建设 过程中得到了充分体现。我希望风洞中心建成启用以后, 在积极培养高层次人才、促进高学术水平成果、更好地促 进产学研用的结合、服务国家战略方面发挥更大作用。
周家伦(同济大学党委书记):风洞建成并将投入使 用,值得庆贺。尤其是在学校深入学习实践科学发展观活 动的日子里,更有特殊的意义。同舟共济、科学发展,一个 重要的内涵,就是要求我们更好地发挥大学服务社会功 能。我希望风洞中心正式开始运营以后,为国家自主创新 战略、为学校做好服务社会经济工作,做出更大的贡献。
万钢:实现汽车工业的快速发展,是中国几代汽车人共 同的愿望和理想。在实现跨越的过程当中,风洞将为汽车自 主开发贡献重大力量。我希望,我们的汽车风洞能够在产业 服务过程当中,不断加强学科建设,不断加强科技研发能力, 不断培养新的人才,不断为我们的汽车发展做出贡献。
期望和嘱托,是挑战也是动力。如何更好地发挥其使 用功能,为中国汽车工业真正走上自主研发、自主设计之 路贡献力量?如何以此为引领,提升同济大学汽车学科的 整体水平,增强国际竞争力?如何与创新型人才培养这一 高水平大学的根本任务相结合,与同济大学长期秉持的 服务社会理念相融合,是摆在同济大学上海地面交通工 具风洞中心运营者、管理者面前的重大课题。
余卓平(汽车学院院长):有了风洞这样一个研发工 具以后,我相信我们学校的汽车学科,在汽车基础理论研 究方面,特别是如何运用技术理论研究指导工程技术开 发方面起到非常重要的作用。同时,通过汽车风洞这样的 工具,我们在新能源汽车的后续研发过程中,能够把新能 源汽车的热力学、空气动力学等问题解决得更好。
我们的汽车学科在未来的发展中,一定会很好地利 用这个平台,努力实现学科整体水平更上一个新台阶。
杨志刚:风洞中心有四项任务。这四个任务也是学校 领导对我们提出的要求,我们决心做好这四方面的工作,不 辜负校领导的期望,也不辜负这个时代赋予我们的机遇。

