——1962级校友 罗征援
1980年国家出台自费留学条例。同年,我申请了加拿大西安大略大学应用数学系读硕、博士学位获准,与西方同龄人相比,我已滞后了13年,可谓“操童子业”。选择这所大学,是因为他们提供全程奖学金(否则无从自费)到最后一年。我还获得为外国学生设的安大略省研究生奖学金(Ontario Graduate Scholarship,每校一人)。
专业上,我选择了计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)。2009年我到德克萨斯州圣安东尼市开会,恰好坐在波音公司的副总裁旁边。他告诉我有了CFD,波音新飞机的设计周期可以从5-6年压缩到一年以内。
1985年底,我已获得应用数学博士学位,先在加拿大的国家研究委员会(National Research Council)之aeronautical establishment做半年后,取得三年多的国家科学和工程研究委员会(National Sciences and Engineering Research Committee,NSERC)的博士后基金。做流体力学中以Lagrangian拉格朗日流动坐标为基础的数值计算机研究,属于比较经院式的工作。多篇论文发表在JCP(Journal of Computational Physics,计算物理杂志)及相类似的刊物上。
1990年,我带着Lagrangian计算法,以美国National Research Council Research Associate 身份开始到美国宇航局(NASA)位于俄亥俄州克利夫兰的刘易斯研究中心(Lewis Research Center)工作。
这个中心是美国乃至世界的喷气发动机研究中心。当时门口有高大上的标语:“为全人类的福祉”(不是特朗普的“美国优先”)。中国著名的喷气发动机专家吴仲华1947年就在此处做过两年博士后发展他的三元流技术。他去世的消息也在该中心的内部通讯上登载过。
我在NASA Lewis(现改为NASA Glenn)开头两三年仍发表Lagrangian方面的论文。NASA对基础研究的要求是联系实际解答航天应用问题。我的研究集中在CFD的一个分支——计算气动声学(Computational Aero Acoustics,CAA)。
气动声学有丰富的内涵;如喷射流噪声,单频、多频或白噪声,尾流噪声,空腔共振,自激噪声……,我尽量与NASA实验人员合作,作为验证CAA的手段。CFD学者们普遍以为CAA须用高精度格式计算方能成功,而我用NASA Glenn的一个CFD低阶(二阶)格式不但把大家能算的都算了,而且也算出了他人算不出的课题,如下两例:
一、跨声速喷管共振噪声(transonic resonance),实验家们只提供最基本的管道及流体数据,这是一个blind test。我的计算表明,噪声频率有一跳跃,且与实验相符,验证了实验家们的基波到三次谐波的跳跃理论。该论文引用了我的计算结果后发表在JFM(Journal of Fluid Mechanics,流体力学杂志,是流体力学领域的顶级刊物)。我的课题以前曾在NASA Langley中心由CFD专家试算过,但无结果。因此我这次的工作是世界上首次成功。
二、喷气发动机尖啸声(Jet Screech),这是因为气体射流形成反馈回路,高分贝非线性强声浪会毁坏发动机。我的计算算是世界上第二批成功的。
总体上,我的贡献是把CAA由经院式线性声波传播推向研究实际的噪声起源,强烈、非线性甚至会有间断激波的方向。因为贴合航空航天的实现,我的工作大多在AIAA Journal(美国航空航天学会杂志,当时我是AIAA的高级会员)或其各项专业会议上发表。每年我大概会有2-4次到世界各地参加有关的CFD或CAA学术会议,美国的大陆和夏威夷,欧洲的意大利、比利时、荷兰、德国,澳洲,日本都有。我亦受邀请赴德国汉堡大学、柏林技术大学、DLR(德国的NASA)作报告。曾三次受NASA嘉奖。
另外我也发表了我自己的二阶计算格式,发表在AIAA Journal上,有NASA科学家要求我在格式程序中加详细注解,并说“相信我,十多年后NASA要用你这格式。”
我的论文总数,包括已发表在刊物上、各专业会议上,以及NASA报告等,共约七十余篇,绝大多数我是第一作者。
在我所有论文中,我以为贡献最大的还是最近两年发表的双曲类偏微分方程组数值解的无反射(或吸收)边界条件的两篇论文。此文出发点与现有的所有极其复杂的计算方法不同,在相当程度上具有突破性。不但极其简单,只要采取前苏联科学家Γοдунов式的有限体积法就直接解决,而且对间断(如激波)一样有效。文中亦由双曲偏微基本理论推导误差估计。此二文是以“北京科学计算研究中心”的名义发表的。文章发表后日渐为同行们接受,我接到过美国应用数学学报以及美国航空刊物邀请加入他们的编委,英国剑桥大学出版社问我是否想出一本书,亦有人举荐我加入“who’s who in America”(美国名人录)……
我接下来准备仍与北京方面合作研究CFD中流体混沌(chaos)现象,并做大数据分析。
2010年9月27日李元元校长会见罗明燏教授之子罗征援博士
2018年10月