張阿漫教授在上課
生活報訊 （朱虹 記者呂曉艷） 記者從哈爾濱工程大學獲悉，日前，我國開展的水下大尺度高壓氣泡試驗取得圓滿成功，哈爾濱工程大學張阿漫教授創立的氣泡統一方程作為本次試驗的核心理論，再次得到驗證。今年3月，這一方程發表于國際流體力學期刊《流體物理》，在氣泡動力學領域產生了波及深遠的沖擊效應。
住進實驗室 十年耕耘探明規律
(相關資料圖)
1917年、1949年，諾貝爾物理學獎獲得者瑞利和科學家普勒賽特等人先后建立并完善了不可壓縮流場中單氣泡脈動方程，但該方程僅預測了理想狀態下的氣泡運動規律。1956年，美國科學院院士凱勒等人在瑞利方程基礎上，推導了可壓縮流場中單氣泡脈動方程，被廣泛應用。
18年前，張阿漫在研究水下大尺度氣泡動力學行為時，發現經典氣泡方程的理論預測結果與物理實驗之間仍存在較大偏差，為了找到其中的原因，張阿漫住進了實驗室。
2006年至2016年，張阿漫不斷加深對氣泡的認識，逐漸發現了前兩個方程的局限性：“氣泡在水中不僅會原地脈動，還會受到邊界、多氣泡、重力、環境流場等物理因素的嚴重影響，發生可壓縮遷移運動，要想更精確探尋氣泡運動規律，就要搞清楚氣泡在可壓縮性流場中的遷移效應。”
筆記超15萬字
獨創方程獲重大突破
張阿漫希望通過數學公式解釋氣泡運動的物理現象，將影響氣泡運動的所有復雜物理因素統一到一個方程中。起初，張阿漫也如他人一樣，在前人的方程上不斷做修復，但總是事與愿違。于是，他有了大膽的想法：開辟新思路，開創屬于自己的氣泡動力學方程！數年來，張阿漫總是隨身攜帶筆記本，一有好的想法就記下來，筆記超過15萬字，推導公式的演算紙摞起來常常有半米高。
終于，張阿漫以更高效率和質量推演出了一個簡潔、優美、對稱的方程，經過不同源、不同尺度和不同環境下的上百次氣泡實驗，證實了該方程的精確性和優越性。“張阿漫教授這一方程擺脫了傳統方程的限制，是氣泡理論上的重大突破，在海洋、機械、醫學和生命科學等諸多領域均具有重要的理論和應用價值。”武漢大學季斌教授表示。
研究成果助力
找出下一個“南海”
研究氣泡理論18年的張阿漫初心從未改變，要服務于國家戰略。氣泡統一方程不僅能在理論上更加精準地預測氣泡動力學行為，還能作為指導實驗的數學方程，預測新的物理現象，尤其在深海勘探、水下氣泡動力學、跨介質動力學等領域，都能發揮重要作用。
深海勘探是國家“海洋強國”戰略的重要組成部分，近期，在我國南海某海域，以氣泡統一方程為核心理論指導的深海勘探試驗正在進行，自主研發的高壓氣槍在物探船的牽引下，呈現出經過方程精準計算過的列陣。高壓氣槍陣列向海底精準發出壓力波，通過對回彈反射波的分析，實驗人員可以測算出海底是否有可燃冰、石油等珍貴海洋資源。據張阿漫介紹，哈爾濱工程大學目前正在設計研發超深海勘探的新型低頻大容量高壓氣槍。“低頻氣槍意味著可以探測得更深更遠，獲得高精度的反射波信號，幫助我們在南海下面再找出一個‘南海’。”
