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何友声
2013-12-13 13:45     (点击: )

我校造船系第一任系秘书、教师,上海交通大学原党委书记、工程力学系教授,水动力学和船舶流体力学专家,1933年7月生,浙江宁波人,1995年当选为中国工程院院士。

何友声之父何仰之,当药铺学徒,尚未成年,只身到上海谋生,稍有积累后合伙经商,一生经营机油业。何友声4岁随母迁居上海。“八一三”事变后,日本侵略军加紧发动全面侵华战争,何友声和其母生活动荡,几经迁居,直至1943年,才定居沪西。1944年1月,何友声进市立晋元中学就读,直至高中毕业。中学期间,他品学兼优,学业成绩居全班之首;喜爱运动,性格开朗,为人正直,乐于助人,被同学推举为班长。他主办《精勤》级刊,参加进步活动,备受师生青睐。1949年春季中学毕业,获全市市立中学十奖之一。同年秋,分别考取北大、同济、圣约翰等高校。何友声夙志于海洋事业,遂进同济大学造船系,受革命教育,追求进步,1950年春入团,积极参加解放初期各项运动。尽管众多社会工作占用他大部分精力和时间,但学业成绩仍名列前茅。1952年秋毕业,到大连工学院工作,任造船系助教兼系秘书,1953年9月在此加人中国共产党。
    1955年2月,因院系调整,入上海交通大学任教。曾先后讲授“船舶推进”、“船舶概论”、“船舶阻力”等课程,辅导“船舶静力学”、“船舶摇摆”、“船舶振动”、“流体力学”等课程。1956年晋升讲师。同年4月,在《中国造船》杂志发表《关于梯形法》和《辛氏法的端点修正》两文,开始显示出他的才华,尤以后者给造船界留下深刻印象。这一修正法简单、明了、易学、精确,已广为国内各种船舶设计手册采用。按我国科学规划的要求,由钱学森、郭永怀、钱伟长等筹办第一届清华力学研究班,以造就高层次人才。1957年2月他被选送到该班深造,主修流体力学,并兼任辅导老师和党总支书记。在繁忙的工作中,他合理分配时间,分秒必争以求学业进步。其间,他发表了《关于超空泡螺旋桨》、《螺旋桨设计与主机配合》、《标称伴流分数平均法则的分析》3篇文章,特别是后者证明了伴流分数中的一个命题,澄清了几种定义下伴流分数孰大孰小问题。
    1958年秋,何友声学成返沪。当时上海市科委组织全市力量从事探空火箭的研制探索工作。他被任命为负责人,率领上百名技术人员进行资料收集、初步设计和委托加工工作,建成了火箭发动机试验台和管路试验装置。不久,他又协助筹建上海机电设计院(即探空火箭设计研究院前身),建立火箭设计的专业队伍。旋即在上海交大创建工程力学系,任副系主任,主持全系工作。他负责建立火箭弹体设计、火箭发动机、火箭发射装置、固体力学、流体力学5个专业,并在全市办力学短训班。何友声亲自执教,讲授空气动力学、高速附面层等课。他讲课深入浅出,富于启发性,深得学生称赞。1960年春,学校组织百余人,设计制造新型气垫船,他被任命为总设计师。经过几个月的奋战,克服许多技术难关,终于建成重4吨、功率500kW(用航空发动机作为动力)的气垫船样艇。在研制过程中,曾遇到过功率计算难题,当时有人按动量定理推算,需使用2000kW功率的发动机才能使该艇垫起。他则持异议,判定气垫船靠压差离地。他以气封原理建模,推导得气垫升力公式。通过模型试验,验证了该公式的正确性。然后预测该艇使用500kW发动机,转速达到1800r/min时离地浮起。试飞结果,完全证明理论预测的结果。1961年秋,教育部组织南北20余所重点高校,设计飞航导弹,分南北两路。他任南路总设计师,组织各校共百余人作方案设计,历时3个月,后因故中途停止。

1959至1962年间,他先后在各种学术会议和刊物上发表了《气垫船原理》、《制导飞行最佳发射参数》、《水下发射》、《多级火箭最佳级重分布》、《远程导弹最佳弹道方案与级重分布》等论文10余篇,在力学界崭露头角。钱学森在1961年访问母校——上海交通大学时,曾鼓励他说:“诚力学班佼佼者也”。1962年秋,全国贯彻调整方针,火箭与力学专业下马,工程力学系与造船系合并。他转任造船系副系主任。

回造船系后,他致力于船舶力学人才培养和研究工作,仿清华力学班模式,倡办造船系统力学研究班,他讲授“自由表面水动力学”课。他首次将流体力学中具有自由表面这类问题汇集成一体,独创一个新体系,听讲者深受其益。在研究方面,他致力于物体兴波理论研究,先后发表了《后掠水翼理论》、《自由表面线性化理论相似律》、《水面下物体作任意运动的兴波阻力》等论文,成为国内开展兴波理论研究的先导,在船舶力学界有很大的影响。1965年他被批准为研究生导师。“文化大革命”初期,他因1963年在《文汇报》上发表《论青老关系》一文,而惹祸上身,倍受冲击。他被列于牛鬼蛇神之首、反革命黑帮分子、反动学术权威。在黑云翻滚岁月里,他虽受尽污辱、迫害,被监督劳动7年,然而始终坚信共产党和共产主义,乐观开朗,坚定自若,正气凛然。
    彻底平反后,何友声参加船舶力学试验室的空泡水筒试验装置建设,并投入船舶流体力学研究。1978年重建工程力学系,他先后任系副主任、主任。1979年升为副教授,同年赴英考察船舶工业,并在纽卡什大学参加学术会议。1980年赴美访问。1982年晋升为教授。1986年被批准为流体力学博士点的博士导师。1986年2月至1992年6月任校党委书记、中共上海市第五届市委委员。
在这段时间内,何友声先后开拓4个领域:

一、螺旋桨激振力1976年,国内自行设计制造的浙江沿海客货轮四艘姐妹船在航行中,均出现不同程度的剧烈尾振。江南造船厂和浙江海运局组织全国有关专家赴航行现场,进行大会诊。当时在振因分析的认识上有很大分歧。何友声力排众议,根据实测的振动数据,断然认为这是螺旋桨空泡激振力所致。多数专家认为,在如此低速船上产生空泡是不可思议的。何根据当时国外激振力研究的最新成果和自己在这一领域的研究见解,阐明空化激振力的形成和危害,与会者为其说理透彻而折服。并以此为据,对该船加装了减振措施,果然取得了明显效果。此后,他大力倡导开展这一新领域的研究,国内很快建立起5个研究据点,及时追逐国际上在该领域的研究潮流,使我国所设计的船舶的尾部减振水平,足与国外媲美。1987年他与王国强教授合作,总结了作者本身和国内外的研究成果,出版了《螺旋桨激振力》,成为国内外第一本这方面的专著,供高层次研究和设计人员使用,获得国内学者们的高度评价。1992年,此书获中国船舶工业总公司(部级)二等奖和国家教委优秀学术专著奖。

二、空化与空蚀何友声领导这项研究课题组,先后建成“高速文都利剥蚀装置”和“磁致激振剥蚀装置”等专用试验设备,加上空泡水筒,使上海交大成为国内关于空化和空蚀研究的基地之一。其间,他先后在亚洲流体力学会议、国内空化与空蚀讨论会和刊物上发表《发展空化尺度效应试验研究》、《螺旋桨材料空蚀特性试验研究》、《三维非线性超空化流摄动解》、《系列头体的空泡试验研究》、《零攻角和小攻角下带空泡轴对称细长体的水动力计算》、《二维翼的空泡脉动特性》等多篇论文。
    三、近水面物体非定常运动理论早在1963年,何友声在我国开辟了水翼理论的研究领域。他拓广了美籍华人吴耀祖的工作,发展出后掠水翼理论,取得解析结果,并将其应用于小展弦比水翼。以此为基础所开发的水翼性能理论计算方法在我国水翼艇的设计中沿用至今。1985年起,他又与人合作,开拓兴波理论时域解析解及其数值方法新领域。先后在《力学学报》、《水动力学研究与进展》、《航空学报》等刊物的中、英文版或国外学术会议论文集上发表一系列研究成果:《有限翼展水翼非定常理论》、《解非定常兴波问题的新方法》、《二层流体中奇点作任意运动的解析解》、《规则水波对低空飞行机翼特性的影响》等多篇论文。这些工作得到国内外的重视,被认为是这一领域的新进展。
    四、出入水理论这项研究是发展水下兵器的重要基础之一。由于物体出人水波面时,会出现十分复杂的现象。一般国内外基本上以试验研究为主,前苏联曾发表过一些以小摄动为前提的理论研究文章,并研究撞击瞬时的介质可压缩影响。何友声与其合作者则独辟蹊径,应用数值模拟进行理论研究,建立新的模型,成功地模拟出面闭合、深闭合、多次闭合等人水后期复杂流动过程。同时在此基础上,开展可应用于水下兵器出入水的工程计算程序开发工作,先后发表了《带空泡下垂直和斜入水时水动力特性预报》、《轴对称体垂直出水的非线性数值解》、《平头物体三维带空泡入水的数值模拟》、《平头圆柱体垂直出水粘性流场的数值模拟》、《轴对称体以大入水角斜入水非线性问题的摄动解》等论文。对此,美国工程科学院院士梅强中教授的评价为:这些工作很有创造性,要抓紧用外文发表,让国外知道。约翰.霍普金斯大学机械系主任A.波罗斯派雷蒂(Prosperetti)教授对此也作了高度评价,要求派人前去该校学术交流,介绍这里的研究成果。他与他的梯度所开发的工程应用计算程序已为国防型号的研制做出了重要贡献,其中4个成果已分别获得1987年国家教委科技进步二等奖、1992年中国船舶总公司科技进步二等奖、1993年上海市科技进步一等奖和1993年航天部科技进步二等奖。
    近年来,何友声根据高科技发展的需要,与其他领域的专家合作,在国内开拓了磁记录中飞行问题的研究,发展出一种改进型的TPC磁头,与悬臂机构配合能实现静态飞高差仅3nm、动态特性优异的等飞高目标,现正进一步研究粗糙面的力学性质。

何友声以治学严谨著称。有一次,别人反映某教师的文章公式推导有误,他不厌其繁从头到尾花了两天时间将推导整理一遍,证明确实有误,再转告该教师指出错误所在,并帮助分析出错原因。他对学生要求严格,在任校党委书记期间,继续主持研究生的近代文献讨论课,属自己名下的研究生,仍负责全面指导,规定学生定期汇报完成布置作业和学习生活情况。对他们的论文选题,参考资料的收集,试验装置调试、测量、上机计算、撰写论文等各个环节都一一过问,包括到试验现场检查。每位研究生的论文,最后都经他逐字逐句修改定稿。在学术上,何友声推崇和倡导“探求”和“采诸家之长”的精神。多年来,他深感我国工科大学学术空气淡薄,在60年代,曾在《文汇报》上著文《论学术风气》,倡导学术是不同见解的争鸣,活跃学术空气,以推动学科研究发展。在他的建议下,1962年在上海交大建立了一个跨学科跨学校的学术论坛,仿维纳讨论班,以沙龙形式举行,参与者至今犹感其馨。1963年,他又主持船舶力学界第一个讨论班,以空泡流理论为主体,每周一次,成员有董世汤、刘应中等多人,悉心讨论该领域之当代发展,开创新思路,提出新方法,讨论中提倡互攻弱点,不计态度,唯真理是从,迂腐旧习为之一扫,掀切磋学问之新风,使国内空泡流理论研究水平一跃而跻身世界学林。80年代以来,他继续在教师和研究生中保持和发扬学术讨论的优良传统,组织近代文献讨论班,每周一次,雷打不动,引导和鼓励青年敢于发表见解和争论,既活跃了学术空气,也使青年较快成才。
    何友声从教44年,培养了大批人才。恢复学位制后,建立了以水动力学为主要研究方向的流体力学博士点和博士后站,已培养了30余名硕士和博士生,为我国教育事业做出了贡献。他的学识和人品受到学术界的尊重,自1986年起,连续两届被选为中国力学学会副理事长和上海力学学会理事长;任国家教委科技委第一届委员和全国多种一级专业刊物的副主编或常务编委;1990年起担任国际理论和应用力学联合会理事。他曾多次赴欧、美参加国际学术会议和被邀在一些著名大学做学术报告,与国际同行们有广泛的联系,享有较高的声誉。
    何友声业余爱好古文学、史学,尤为爱好佛教史。体育锻炼从未间断,至今仍活跃在网球场、田径场上。

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