王成：培育爆炸力學棟梁之材

□本刊記者 石海芹

王成通過燃爆災害演化虛擬仿真平臺進行教學

他瞄準爆炸科學與安全防護這一世界激烈競爭的技術制高點，堅持自主創新；他堅守三尺講臺潛心教學20 余載，傳承奮斗精神；他在學者、師者、管理者等各個角色中都綻放光彩，一切都是為了國家需要。他就是北京理工大學機電學院院長、教授，爆炸科學與技術國家重點實驗室主任王成。在長期從事爆炸力學的教學與科研工作中，王成以第一完成人獲得國家科學技術進步二等獎、國防科學技術進步一等獎，先后被評為北京市先進工作者、北京市師德先進個人等榮譽。

為學者，做中國人自己的爆炸數值仿真軟件

說起目前從事的工作，王成表示，有一個場景對他影響深遠。那還是求學時期，他第一次前往試驗場開展研究工作時，看到試驗后堆積如山的各種試件材料，也由此了解到那時我國爆炸領域的研究主要依靠“畫——加——打”的初級設計模式，即通過經驗和理論計算設計——工廠加工——最后試驗，根據結果再次重復上述步驟直至達到理想目標。對比同期西方科技強國先通過數值模擬反復優化設計方案，再進行加工及試驗驗證一步到位的情況，我國當時的設計模式不僅效率低下，而且研制周期長，費用也相當高。

此時，國外爆炸高精度模擬軟件對我國嚴格禁運，進口的高價商業軟件其核心模塊和計算規模又受到限制，這些技術壟斷和封鎖逐漸成為王成的一塊心病，他深刻感受到必須把核心科技掌握在自己手中。因此王成毅然選擇了計算爆炸力學作為自己的主攻方向，勵志要做成中國人自己的爆炸數值模擬軟件。

爆炸數值模擬軟件不僅需要具有厚實的爆炸理論基礎，而且需要深厚的計算數學功底。為了啃下這塊硬骨頭，王成決定系統補充計算數學知識，發揮學科交叉優勢，將計算數學的最新成果融入到爆炸力學研究中。這段學習時間是他最辛苦也最充實的時光，經常每天只睡四五個小時，大部分時間泡在圖書館里，借助豐富的文獻資料，學習先進計算方法，最終成功構造出適用于爆炸的高精度計算方法。

毛衣、羽絨服、軍大衣、防護服……一件套一件、層層疊疊，如此“奇裝異服”是王成冬天做試驗的常見搭配。爆炸計算軟件需要大量的試驗來優化模型，驗證數值算法，而爆炸試驗一般只能在比較偏遠的地方開展，危險性高、環境艱苦，還要面對各種惡劣天氣。在夾雜著泥沙呼嘯的強風和零下28 攝氏度的嚴寒里，為了保證試驗精準布置和安全，王成經常需要摘掉手套，赤手調試設備、固定靶板、連接線纜等環節，太冷時只好把手揣進口袋里，稍稍暖和再接著干。就這樣，王成帶領團隊成員吃住在外場，工作在試驗一線，測試裝置、排查隱患、處置問題，順利開展了上千次爆炸試驗，為軟件驗證提供了大量的基礎性數據。

經過10 余年堅持不懈的研發、調試和優化，擁有完全自主知識產權的爆炸大規模高精度仿真軟件ExVisual 終于研制成功，不僅打破了國外商業軟件的技術壟斷，實現了自主可控，還在我國爆炸安全防護設計以及多起重特大爆炸事故調查分析中得到了廣泛應用。

為師者，科教融合提升育人實效

“這門課有點難，但是收獲很大！”“老師授課方式新穎、互動性強！”這是在每年對王成學生評教中，都會出現的幾句話。自2003 年開始，王成連續20 年始終堅守在三尺講臺上，為本科生、研究生分別開設了《流體力學》 《數學物理方法》 《非線性動力學數值方法》等核心學位課程，先后榮獲國家級虛擬仿真實驗教學一流課程、北京高校優質本科教案等成果和榮譽。

“爆炸力學專業與國家安全緊密相關，對科研人員的政治素養提出了非常高的要求，因此在課程講授中我會有意識地將思想政治教育有機融合進來。”王成說道。每次上課，王成都會介紹爆炸毀傷領域老一輩科學家艱苦奮斗、無私奉獻的光榮事跡，生動講述北理工“延安根、軍工魂、國防情、強國夢”的紅色故事，鼓勵同學們樹立家國情懷，把個人理想融入到崇高的國防事業中。

“爆炸試驗不能現場展示、爆炸過程非常快肉眼無法分辨、爆炸威力如何評估……”面對在教學中的這些難點問題，積累了豐富教學經驗的王成，積極思考、大膽創新，用科研反哺教學，將自己多年的研究成果創新運用到課堂教學中，建設了具有自主知識產權的《爆燃災害演化虛擬仿真實驗》，通過搭建細水霧火焰抑制實驗等四個虛擬實驗，給出相應的圖像和動畫，將信息技術與實驗教學深度融合，不僅讓學生對爆炸過程有了更直觀的理解，在上課中“身動、心動、神動”，更提升了實驗教學質量和實踐育人水平。目前，該實驗已獲批國家級虛擬仿真實驗教學一流課程。

王成（右二）為學生講授氣體爆炸實驗方法

教學有法，但無定法。在王成看來，恰當的教學方法，并在運用過程中不斷加以改進和發展，是保證最佳教學效果的基本要素。針對《數學物理方法》這門“硬核”課程，王成沒有簡單地通過幻燈片展示推導過程，而是堅持全程板書，以最嚴謹的方式帶領學生一起一步步推導所有公式，讓學生知其然更知其所以然。“在數學物理方法課上學習的數理知識和推導能力，已經成為我做科研的強力助推劑。”一名畢業多年后的學生，回憶起《數學物理方法》這門課時給予了高度評價。

是嚴師，更是良師。王成的學生們在他言傳身教的帶領下，學習氛圍濃厚，綜合素質突出，多位學生畢業后投身科技事業，在高校、科研院所、高新科技企業等單位從事科研工作，參與負責多個項目，并逐漸成長為核心業務骨干。

躬身入局，一切為了國家需要

北京的一個春日，雖細雨蒙蒙，北京理工大學校園內卻人頭攢動、笑語連連，來自北京、河北等地800 余位中小學生及家長在這里體驗前沿科技的震撼、感受爆炸科學的魅力，這是爆炸科學與技術國家重點實驗室“走進爆炸科學，沖擊科技未來”的系列公眾開放日活動現場。“通過互動性強、體驗性好、趣味性濃的科普活動，讓孩子們深知國家命運與自己休戚相關，增強他們的愛國意識和國家安全意識，同時也播撒科學種子，為培養具備科學家潛質、愿意獻身國防的科研人才積蓄后備力量。”談起大力推動科普工作的初心，王成如是說。

2015 年，王成成為爆炸科學與技術國家重點實驗室主任。在他的帶領下，這個我國爆炸領域唯一的國家重點實驗室，做精、做強、做實，煥發出了高速發展的新活力。近年來，實驗室在理論創新、技術研發、重大工程應用、專用設備研制及科技成果轉化方面取得了系列重大原創性成果，以第一完成單位獲得國家技術發明獎二等獎5 項、國家科學技術進步獎二等獎3項，為保障國家安全、促進科技發展、服務國民經濟建設、保障社會穩定、推動行業進步作出了重要貢獻。

王成進行氣體管道爆炸實驗

2018 年，爆炸科學與技術國家重點實驗室在國家科技部工程領域國家重點實驗室評估中獲評優秀，成為國家重點實驗室的優秀典范。2023 年，實驗室完成重組，實力和規模再上新臺階，將持續打造國內引領、國際一流的國家科技創新基地，成為我國爆炸科學與安全防護領域不可替代的戰略科技力量。除此之外，實驗室還面向大中小學生及社會團體，連續多年扎實地開展爆炸科學與技術知識普及與傳播相關工作，取得了很好的社會傳播效果，獲批全國科普教育基地、北京市科普基地和北京市青年科技后備人才培養基地等稱號。

“要做就做到最好！”這是王成對學生的要求，也是對自己的要求。除了學術研究和人才培養，身為北京理工大學機電學院院長、國家重點實驗室主任的王成，還肩負著帶領學院和實驗室發展建設的重任。如何在科研、管理、教學等方面中掌握好平衡？他用行動給出了答案：勤奮+科學規劃+高效。數十年如一日，他從未對任何工作和研究有過松懈，白天完成繁忙的事務工作，晚上則靜下心來進行科學研究，每個時間段都有明確的安排、相應的任務，深夜加班、周末出差是他的生活常態。“我所從事的每一項研究、承擔的每一份工作，都是為了國家科技事業培養人才。再多的艱辛與努力，都值得！”

與危險相伴、筑安全屏障。回顧過去，“腳踏實地、持之以恒”是王成的終極武器和力量源泉。面向未來，王成表示，將繼續肩負起歷史責任，面向國家重大戰略需求和世界科技前沿，定準方向，在爆炸科學與技術的研究和育人道路上砥礪前行，攻堅克難。