青春華章|為超級水利工程裝上“數(shù)字衛(wèi)士”！河海大學專業(yè)軟件打破國外壟斷，守護水利國之重器
來源： 紫牛新聞
2025-10-02 20:41:00
巍峨的大壩，縱橫的調(diào)水渠畔，在這些超級水利工程的運行背后，有一群科學家和工程師正用一行行代碼，為中國的水利奇跡提供專業(yè)數(shù)字化軟件支撐，猶如一位位“數(shù)字衛(wèi)士”，守護著這些水利國之重器。這不是科幻小說，而是一場發(fā)生在實驗室里，卻關(guān)乎國家命脈的自主創(chuàng)新攻堅戰(zhàn)。
瓶頸之痛：超級工程遭遇“通用軟件”的無奈
曾幾何時，我國工程師在設(shè)計白鶴灘、溪洛渡這類世界級超級水電站時，面臨著一個尷尬的困境：他們使用的核心分析軟件（CAE軟件）幾乎全是國外產(chǎn)品。這就好比一位頂尖的中國廚師，手握中國的食材，卻必須用一把按照西餐習慣打造的刀來雕刻中華美食。這些“通用刀”雖然鋒利，卻無法精準處理中國獨特地質(zhì)條件下高壩大庫的“專門難題”，比如復雜巖基的超大規(guī)模計算、多場耦合的精確模擬等。
設(shè)計院的老專家們常常感嘆：“軟件算不準，我們心里就沒底。國之重器的安全，不能建立在‘大概’和‘可能’之上。”
實驗“戰(zhàn)場”：數(shù)萬次模擬計算打造專業(yè)軟件
面對這一“卡脖子”的瓶頸，一支由力學專家、工程師和行業(yè)教授組成的“國家隊”站了出來。他們的使命無比清晰：必須研發(fā)出中國人自己的、完全自主可控的行業(yè)專用成套軟件！
他們的“戰(zhàn)場”，是河海大學工程力學國家重點學科高性能計算仿真實驗平臺?？蒲腥藛T們?nèi)找共煌５貥?gòu)建著核心算法，進行著數(shù)以萬次的模擬計算。最終，他們成功將數(shù)百項軟件著作權(quán)像拼圖一樣集成起來，打造出了名為Autobank的系列專業(yè)軟件。
這套自主軟件的威力，很快在國家級工程中得到了驗證。在白鶴灘水電站，團隊研發(fā)的新型高效非線性有限元軟件包，完成了過去通用軟件難以企及的超大規(guī)模仿真計算，為這座世界第二大水電站的穩(wěn)定性提供了最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)支撐。在向家壩等重大工程中，多場耦合分析軟件如同一個“數(shù)字預言家”，精準模擬了復雜環(huán)境下大壩的狀態(tài)，確保了工程萬無一失。在大型調(diào)水工程中，團隊專門研發(fā)的新一代集成式災害監(jiān)測與預警系統(tǒng)，被安裝在睢寧二站。它就像一位永不疲倦的“安全衛(wèi)士”，全天候敏銳地捕捉著結(jié)構(gòu)的每一絲“不適”，守護著這條“生命線”的安全。
最令人振奮的故事來自中緬邊境的一個水庫項目。由于地質(zhì)復雜，國外軟件無法給出讓各方信服的安全評估，工程一度停滯。河海大學的團隊帶著自主軟件前往“會診”，通過精準模擬，給出了“安全可行”的權(quán)威結(jié)論，最終保障了項目順利蓄水，既發(fā)揮了效益，也維護了國際河流合作的信任。
打破壟斷：看不見的軟件，看得見的國力
如今，這套“中國大腦”已被全國近500家設(shè)計院、科研院所和高校采用，完成了超過1100個重大水利土木工程的設(shè)計校核與安全評價。它不僅打破了國外壟斷，更是將設(shè)計效率和精度提升到了一個全新高度，累計為國家節(jié)約了巨額的工程建設(shè)投資和軟件采購費用。
更重要的是，它意味著我們將國家重大基礎(chǔ)設(shè)施的安全，牢牢掌握在了自己手中。從橫斷山脈的巨型水電站，到跨越江河的南水北調(diào)工程，其背后都有中國自主工業(yè)軟件的強大支撐。
這項從國家重點實驗室平臺走出的成果，更詮釋了何為“把論文寫在祖國的大地上”。它不僅僅是一行行代碼，更是中國科學家和工程師用智慧與汗水，為中國式現(xiàn)代化鑄就的一道看不見的、卻無比堅實的安全屏障。