羅時鈞
空氣動力學家
羅時鈞(1923.4.1 -),男,空氣動力學家、力學教育家。長期從事跨聲速空氣動力學與大迎角空氣動力學的教學和研究工作,較早將計算流體力學應用於我國的超聲 速飛機設計,在大迎角氣動力計算方面取得了重要成果。
羅時鈞,1923年4月1日出生於江西省南昌市一個書香門第家庭。在家庭的熏陶下,他從小飽讀詩書。、1941年,他以優異的成績考入重慶中央大學航空工程系。1945年,在該校獲航空工程學士學位。由於品學兼優,被留校任助教。1947年9月考入美國明尼蘇達大學航空工程系,1948年8月獲航空工程碩士學位,同年9月考入美國加利福尼亞理工學院航空系攻讀博士學位,主修空氣動力學,副修數學,導師是著名科學家錢學森,1950年9月獲得航空數學哲學博士學位。由於急於學成歸國,報效祖國,羅時鈞在美就學期間抓緊分秒的學習時間,連假期都不曾外出遊玩,因而在一年內即攻下了碩士學位;接著兩年內又攻下了博士學位。此時中華人民共和國剛剛誕生不久,這片倍遭戰亂摧殘的、養育了他的土地,深深地吸引著這位年僅27歲的、已學貫中西的青年學者。還在他畢業之前,他和他的導師錢學森及加州理工學院的留美同仁趙忠堯、沈善炯等就計劃著要返回祖國大陸,他們幾經周折,於1951年1月返回祖國。
羅時鈞
1979~1984年任西北工業大學副校長和空氣動力學研究室主任,1993年退休後任美國加州大學爾灣分校研究員。
概述
回國后,羅時鈞被安排在中國科學院數學研究所從事力學研究工作。1952年,我國第一個軍事工程學院在哈爾濱組建,羅時鈞聽從派遣,於1952年11月奔赴當時生活條件很艱苦的哈爾濱中國人民解放軍軍事工程學院,和岳毅等組建空氣動力學教研室。當時國內空氣動力學專業沒有中文教材,羅時鈞經過幾年的教學實踐,於1955至1956年編寫了我國第一部空氣動力學講義,以後又相繼編寫了多部空氣動力學專業教材,教育、培養了幾代空氣動力學人才。1958年,他為中國的第一架新型超聲速飛機設計提出了氣動力計算方案,並指導學生用手搖計算機完成了這一計算。
“文化大革命”期間,羅時鈞身心及其家庭受到了摧殘,在那倍受磨難的年月里,他仍懷著愛國的赤子之心,在極端困難的條件下,堅持他所熱愛的科研工作。1970年,哈爾濱軍事工程學院航空系併入西北工業大學,羅時鈞也隨之轉到西北工業大學。他爭分奪秒地工作,率先開展了跨聲速空氣動力學的研究,在國內首次將有限差分方法用於飛機空氣動力計算。70年代,他主持並完成跨聲速-機翼-平尾-立尾組合體縱向空氣動力差分計算程序,獲1977年陝西省科研成果獎,被選入1977年全國國防科研成果展覽。1978年,他參加全國科學大會,獲科研成果獎和先進工作者獎。1976年,在國內首次解決了大迎角非線性氣動力計算的收斂性問題。1988年,將計算迎角提高到60°,在國際上首次得到大迎角非對稱氣動力計算結果。1983年,合作研究了跨聲速小擾動速勢流二級近似方法及其在翼型和機翼繞流計算上的應用,獲航空工業部理論成果獎。1986年,合作研究了S形進氣道流場的計算機模擬,獲陝西省高校科研成果二等獎。他曾應邀去瑞典皇家工學院、聯邦德國宇航院、美國康奈爾大學、馬里蘭大學、加州理工學院、南加州大學等十幾所國外大學、研究所,進行科學研究和講學活動,並協助建立了西北工業大學和聯邦德國宇航院的科技協作關係。由於他的積極推薦,使得一批空氣動力專業的年輕科研骨幹能赴聯邦德國、瑞典學習深造並進行科技合作。羅時鈞從空氣動力學學科發展的高度出發,指出“自修正風洞”是一個重要研究方向,指導研究生進行了這方面的探討,並敦促空氣動力學研究室將這一工作深入下去,使得這一課題取得較豐碩的研究成果,在國內外均受到了關注。
羅時鈞
羅時鈞先後受聘為上海交通大學兼職教授,昆明雲南工學院名譽教授,長沙國防科大兼職教授,美國馬里蘭大學、康奈爾大學、加州理工學院、聖他克羅那大學、南加州大學訪問教授;航空航天部幹線飛機總設計師顧問;美國《數學評論》學會評論員,聯邦德國《應用力學與工程中的計算機方法》顧問、編委,《航空學報》、《力學進展》編委,《空氣動力學學報》副主編。他還是中國力學學會理事,中國航空學會理事、名譽理事,中國空氣動力學研究會理事,全國第一、第二、第三、第四、第五屆跨聲速流學術討論會組織委員任委員。曾任航空工業部科學技術委員會委員、國家科委理論與應用力學學科組組員、中國科學院技術科學部工程力學分組成員、黑龍江省人民代表、陝西省政協委員。
羅時鈞長期從事飛機部件空氣動力學、跨聲速空氣動力學、大迎角空氣動力學的教學和研究工作,40年來一直奮鬥在教學科研第一線,為我國培養了大批流體力學方面的專門人才,先後指導碩士、博士研究生幾十名,其中有些已成為國內知名學者。羅時鈞為我國航空教育與科研事業作出了重大貢獻。
具體事迹
赤子之心
1950年,他在美國加州理工學院提前完成了學位論文,獲得了博士學位。這時,中華人民共和國成立不久,人民政府號召海外學者返回自己的祖國參加建設,這對羅時鈞是一個巨大的吸引力。在導師錢學森的鼓勵下,於同年8月31日和趙忠堯、沈善炯一行3人毅然踏上了回國的道路。他們乘船離開美國西海岸,於9月12日到達日本的橫濱港。
這一年6月,朝鮮戰爭爆發,當他們3人到達橫濱時,就被在日本的美國佔領軍逮捕,關進了巢鴨監獄,罪名是所謂攜帶有關國防秘密資料。12月初,又被轉送到東京麻布區的“中國駐日代表團”駐地,即當時的國民黨駐日“大使館”,國民黨官員勸說他們回美國去,或是到台灣,並說台大校長傅斯年已從台灣來電,聘請他們任台大教授,對此,他們都斷然拒絕,理直氣壯地回答:“中國是我的祖國,我為什麼不能回去?”最後,美軍抓不到任何證據,迫於輿論的壓力,只好放人,這時已是12月下旬。羅時鈞和他的兩位同伴就是這樣,懷著一顆熱愛祖國、報效祖國的赤誠之心,歷經磨難,投入到了祖國的懷抱。
羅時鈞
在“文化大革命”期間他被說成是“派譴特務”,受到了嚴刑逼供,身上多處傷殘,受盡了種種折磨和極不公正的待遇。妻子也被逼死,……但是,他對祖國的赤誠之心不變,對黨的信念不變。他說,他永遠相信黨,胡做非為的是少數人。
正是在這種波折中,他的愛國之心又得到了升華,由愛國、愛黨到下定決心為黨的事業奮鬥終生。他多次遞交入黨申請書,表示要把自己的一切交給黨。1978年,他參加了全國科學大會,並獲了獎,他內心的激動難以言表,因為他所做的工作得到了黨的支持和鼓勵。
1980年,他光榮地加入了中國共產黨。從此,他全身心地投入到社會主義建設中去。他常說,“文化大革命”10年,我們與發達國家相比,差距不是縮小了,而是擴大了,我們要加倍工作,把損失的時間彌補過來,努力把我國的航空事業搞上去。
如今,他已年近古稀,但是,他仍舊在竭盡全力報效祖國。
刻苦攻關
50年代初,他到哈爾濱軍事工程學院任教。他講的課是全院有名的樣板課,學生們反映,羅教員講課思路清晰、語言精鍊、概念明確。因而,院、系多次組織對他的課進行觀摩、學習。在講課的基礎上,經過加工、整理,他編寫出了自己的空氣動力學講義。以後,又陸續編寫了空氣動力學講義續篇,包括機翼的理論和應用、細長體的理論和應用。這些,不僅大大豐富了教學,也為我國飛行器空氣動力學的科學研究與設計提供了十分有價值的參考資料。
“文化大革命”時期,他為我國航空事業受到干擾、破壞而焦急,他不怕打擊,只是一心把自己的工作和祖國的前途、社會主義事業的發展緊密聯繫在一起。他深深地體會到,教學、科研工作必須與廠、所的設計和生產密切結合。於是他選擇了這一最困難的方向。
70年代初,他開始探討空氣動力計算中的一個難點——跨聲速空氣動力研究。當飛行器作跨聲速飛行時,即這時的速度相當於聲音傳播的速度,大約在0.8—1.2倍聲速的範圍內,此時繞飛行器的流動是比較複雜的,它包含亞聲速氣流和超聲速氣流的混合流動,而且存在著激波。在理論上雖然早已建立了描述這一流動的跨聲速氣流的速勢方程,但這是一種非線性的混合型偏微分方程,不能用一般的純亞聲速、純超聲速的線性迭加的方法求解。羅時鈞知道,不論對民用飛機還是軍用飛機,跨聲速都是一個重要的飛行速度範圍,因此,分析、計算跨聲速時飛行器的空氣動力性質對飛行器的設計是至關重要的。然而,怎樣解非線性偏微分方程?工程方法太粗糙,風洞實驗在我國當時的條件下,經費和時間都不允許,為此,他查閱了大量的國外資料,從中受到啟發,決定對跨聲速混合差分法進行探索,利用電子計算機作數值計算來求解跨聲速速勢方程。這種數值計算方法,在某些人看來,是一件繁瑣無味的“流汗”的事情,沒有什麼高深的理論可研究,他卻認為,只要是生產實際中的問題,只要對解決實際的飛行器空氣動力問題有幫助,“流汗”再多也值得。
當時他已是年過半百的人了,為了利用合適的計算機,他經常出差在外,工作起來常常廢寢忘食,有一種不達目的決不罷休的頑強精神。他總是和程序人員一起上機,守在計算機旁,對數據做現場分析,指導進一步的計算,中午他也不離開機房,吃點冷饃、鹹菜就算是午飯了。1976年,他那在“文化大革命”中受傷的小腿再次發炎,1977年頸部脂肪瘤發炎,他都是一面打針吃藥,一面堅持全天工作,甚至晚上也不休息。為了爭取時間,有兩個春節都是在外地度過的。經過幾年的艱苦勞動,他在跨聲速空氣動力課題方面取得了可喜的成果,完成了通用的計算程序。採用這一計算方法,可以提高飛行器設計的質量,縮短研製周期,降低成本。這一成果填補了我國航空技術上的一項空白,也接近當時國外的研究水平。
80年代,他又開始了大迎角課題的研究。由於飛行器在大迎角飛行時,氣流不再沿飛行器表面光滑地流過,而是產生分離流動並形成旋渦。這樣的分離渦流在飛行器的左、右往往會出現不對稱的現象,而且,還會發生渦的破裂,這種十分複雜的流動給分析和計算帶來了困難。他從70年代末開始研究大迎角時的流動特性和計算方法,與他人合作,在國內首先解決了大迎角空氣動力數值計算的收斂性問題,1988年,又將計算迎角提高到60°,在國際上首次得到大迎角非對稱氣動力計算結果,在計算方法上取得了突破,具有較高的理論和應用價值。
羅時鈞
教書育人
由於他的學術水平高,在國內外同行中有很高的聲望。但是,他總是嚴格要求自己,以自己的一言一行實現著報效祖國的志向,同時,也教育著他的一代又一代的學生。
近10多年來,他先後培養了幾十名研究生。他對學生不僅嚴格要求,更是循循善誘。在指導研究生時,他總是那樣認真、細緻,不僅關心學生的業務進步,而且幫助學生在思想上提高。他說過,我就是這麼一點知識,不交給學生,不交給國家,難道還要帶進棺材嗎?
改革開放初期,國外就有人邀請他出國講學,但是他考慮,最重要的是多做一些培養教育年輕人的工作,有出國的機會讓年輕一些的同志先出去進修吧!就這樣,他一直到1986年才應邀到美國訪問。在訪美期間,他一方面介紹我國在空氣動力學研究方面的成就,一方面抓緊時間,汲取國外的新技術。他經常主動地將國外技術發展的最新信息及時告訴國內的有關同志。他時刻想的都是祖國航空事業的發展。
人們都說“羅老師是一心搞學問的人”,但他對學生、對其他同志卻十分關心。研究室有一位實驗技術人員的家屬生病住院,他也在百忙中抽時間去看望。校內外來找他請教問題的人很多,他總是耐心地聽取別人提出的問題,認真地和別人討論,把別人的事情完全當成自己的事情去考慮。他擔任了多種兼職,可是卻從來不考慮報酬。
“文化大革命”中受傷的身體使他幾次不得不躺在醫院的病床上,就是在這種情況下,他仍然看資料,還常常把研究生叫到他的病床前,指導他們的研究工作,為他們批改論文。他的學生怎麼能不從心裡敬佩、感激這樣的導師呢!
主要論著
論著名稱 |
超音速旋轉體與機翼當升力不為零時的波阻力 |
跨音速定常勢流的混合差分法 |
非對稱渦流機理的數值研究 |
LuoS J..Finite difference computation for transonic steady potential flow.Computer Methods in Applied Mechanics and Eng.,1981,27:129—38. |
Luo S.J..Some difference computation of transonic steady small dis-turbance potential flow.Coll.Papers of China-U.S Workshop on Adv.in COmp.Eng.Mech.1983 |
Luo S.J..Potential equation for transonic steady flow with large lon-gitudinal disturbance and line relaxation Beijing:ProCeeding of Second Asian Congress of Fluid Mechanics,1983. |
Luo S.J..et.al..Computation of transonic flow around airfoils.lst World Congress on Computational Mechanics,Austin,TX,USA:Sep.1986,Sept.;22—26. |
Luo S.J.et al..Computation of transonic aerodynamically compensat-ing pitot tube.USA:AIAA 87—2613cp. |
Luo S.J..Computer simulation of low Speed vortical flow around body of revolution at high angles of attack.Shenzhen,China:Proc.Intern.Conf.Modelling & Simulation,1988,November:7—9. |
Pai.S.I.Luo S.J..Theoretical and Computational Dynamics of a Compressible Flow.北京:科學出版社(英文版),1990. |
時間 | 獎項全稱 |
1992 | 有突出貢獻專家稱號 |
原航空航天工業部重大科研成果獎 | |
陝西省科技成果獎 | |
1988 | 全國勞動模範稱號 |
他是錢學森的第一個博士研究生
羅時鈞1923年4月1日出生於江西南昌。他的青少年時代,
正值中國軍閥混戰、日寇侵略的艱難歲月,少年時便立下學習航空、科學救國的志向。1941年他被保送進入中央大學航空工程系,1945年獲學士學位,由於品學兼優,被聘留校任教;1947年被公派前往美國明尼蘇達大學航空工程系留學,於1948年獲航空工程碩士學位;同年以優秀成績獲准入美國加州理工學院航空系攻讀博士學位,主修空氣動力學,輔修數學,師從錢學森教授,是錢學森的第一個博士研究生。
在錢學森的指導下,他開始研究“容克”飛機因尾翼抖振失事的空氣動力機理。羅時鈞深刻領悟錢學森研究理論流體力學的方法,順利完成了博士學位論文,深得錢學森器重。1950年他獲加州理工學院航空與數學博士學位。
時年27歲的他謝絕了美國的多方挽留,拒絕了台灣方面的邀請,於1950年9月毅然踏上返回祖國大陸的旅程。羅時鈞等三人乘船返國途經日本橫濱時,被美軍和台灣特務扣留,並關入美軍巢鴨監獄,度過了4個月的鐵窗生涯,在中國政府的出面干涉下於1951年初返回祖國。
編寫教材
他編寫了我國第一部中文空氣動力學教材回國后,羅時鈞被安排在中國科學院數學研究所力學研究室工作。1952年,中國共產黨決定組建哈爾濱軍事工程學院。羅時鈞聽從黨的安排,於1952年11月前往哈軍工,並講授“空氣動力學”課程。他的課程是全院有名的樣板課。當時國內空氣動力學專業沒有中文教材,羅時鈞經過教學實踐摸索,於1955年編寫了我國第一部空氣動力學教材。因教學優秀,1953年成為中國人民解放軍“五一”天安門觀禮代表,並受到陳毅等國家領導人的親切接見。“文化大革命”期間,羅時鈞的家庭和身心受到極大的摧殘。在極端困難的條件下,他仍堅持熱愛的科研工作。1970年哈軍工航空工程系整建制併入西北工業大學,羅時鈞轉任西北工業大學教授,並於1979~1984年任學校副校長和空氣動力學研究室主任。
參與設計
他的方案曾用於我國第一架新型超聲速飛機設計
1958年他首先提出的小展弦比機翼—寬機身組合體的翼身氣動干擾計算方案,用於我國第一架新型超音速飛機設計,首次將有限差分法用於飛機空氣動力計算,為我國計算流體力學的發展做出了開創性貢獻。他主持並完成跨聲速機翼—機身—平尾—垂尾組合體縱向空氣動力差分計算程序,獲1977年陝西省科研成果獎, 1978年作為獲獎代表參加全國科學大會。
1976年,他在國內首次解決大迎角非線性氣動力計算的收斂問題,1988年將迎角提高到600,在國際上首次得到非對稱氣動力計算結果,並取得計算方法上的突破,具有很高的理論和應用價值。1983年他參與研究跨音速小擾動勢流二級近似方法及其在翼型和機翼繞流上的應用,因此獲航空工業部理論成果獎。1986年合作研究S形進氣道流場的計算機模擬,獲陝西省高校科研成果二等獎。羅時鈞曾多次應邀去瑞典、原聯邦德國、美國等國家的十幾所國外大學、研究所從事研究與講學。他首次建立了西北工業大學與聯邦德國宇航院的科研協作關係,使得一大批空氣動力學專業中青年教師骨幹得以赴聯邦德國宇航院學習深造。羅時鈞從空氣動力學學科建設的高度出發,1980年提出“自修正風洞”是一個重要研究方向,指導研究生進行探討並敦促空氣動力學研究室深入研究,使得這一課題取得了豐富成果,在國內外引起較大關注。
高齡施教
他九十高齡仍在指導學生進行科研實驗
2000年以來,他與美國加州大學爾灣分校劉鋒教授和西北工業大學蔡晉生教授合作,研究細長錐體渦流的絕對穩定性理論,並用數值計算驗證,對文獻中實驗結果之間的不一致性給出了合理的解釋,澄清了學術界對三角翼大迎角對稱的脫體渦的穩定性的爭議,對飛行器前體的空氣動力設計與控制有應用價值。2007年以來,羅時鈞與劉鋒等合作研究基於圓錐體大迎角下漩渦的不穩定性理論,採用等離子體激勵方法控制圓錐的橫向空氣動力與力矩,採用占空循環技術,實現側力和偏航力矩隨占空比的線性控制曲線。他發現在占空循環下的側力隨時間的變化是連續曲線,而不是前人預測的矩形曲線。等離子體激勵的流動控制方法具有反應快、輸入功率低和無運動部件等優點,具有很好的應用前景。
航空學報
羅時鈞先後獲原航空航天工業部重大科研成果獎多項、陝西省科技成果獎、航空部先進工作者和有突出貢獻專家稱號(1992),全國勞動模範稱號(1988)。他發表的多篇學術論文被美國空軍外國技術局和美國宇航研究院譯成英文發表。他的名字被收入《中國大百科全書·航空航天》(1985)、《美國科學與工程名人錄》(1992~1993)、《當代中國的國防科技事業》(1992)和《中國科技人才大辭典》(1995)。羅時鈞還先後受聘為上海交通大學兼職教授、雲南工學院名譽教授、國防科大兼職教授,以及美國馬里蘭大學、康奈爾大學、加州理工學院、聖塔克拉拉大學、南加州大學訪問教授;還曾擔任航空航天工業部幹線飛機總設計師顧問;美國《數學評論》學會評論員,聯邦德國《應用力學與工程中的計算機方法》顧問編委,《航空學報》、《力學進展》編委,《空氣動力學報》副主編,力學學會理事,航空學會理事、名譽理事,空氣動力學學會理事。他曾任航空工業部科學技術委員會主任委員,國家科委理論與應用力學學科組成員,中國科學院技術科學部工程力學分組成員;1979~1984年任西北工業大學副校長和空氣動力學研究室主任,1993年退休後任美國加州大學爾灣分校研究員。
羅時鈞在指導學生
如今,羅時鈞遠在美國加州,還藉助網際網路指導在西北工業大學就讀的研究生。他對學生不僅嚴格要求,更是循循善誘。他不僅關心學生的學業進步,而且幫助學生在思想上提高。耄耋之年,他仍奮鬥在科研的第一線,為國家培養空氣動力學的後繼人才。
羅時鈞還先後受聘為上海交通大學兼職教授、雲南工學院名譽教授、國防科大兼職教授,以及美國馬里蘭大學、康奈爾大學、加州理工學院、聖塔克拉拉大學、南加州大學訪問教授;還曾擔任航空航天工業部幹線飛機總設計師顧問;美國《數學評論》學會評論員,聯邦德國《應用力學與工程中的計算機方法》顧問編委,《航空學報》、《力學進展》編委,《空氣動力學報》副主編,力學學會理事,航空學會理事、名譽理事,空氣動力學學會理事。他曾任航空工業部科學技術委員會主任委員,國家科委理論與應用力學學科組成員,中國科學院技術科學部工程力學分組成員。
如今,羅時鈞遠在美國加州,還藉助網際網路指導在西北 工業大學就讀的研究生。
他對學生不僅嚴格要求,更是循循善誘。他不僅關心學生的學業進步,而且幫助學生在思想上提高。耄耋之年,他仍奮鬥在科研的第一線,為國家培養空氣動力學的後繼人才。