青春华章·强国有我 | 赵兰浩：打造水工模拟“最强大脑”
10月12日，2025“把青春华章写在祖国大地上”网络主题宣传和互动引导活动在我校举行。活动定格了无数感人瞬间，获媒体广泛聚焦，育人氛围持续升温。现推出《青春华章·强国有我》系列专栏，持续再现媒体视角下河海师生“强国有我”的使命担当。
水库大坝、水电站、海上风电......一系列涉水工程中保障安全都是“头等大事”，如何通过更加精准的数值模拟推演出“最优解”？过去二十多年里，河海大学水利水电学院副院长、教授赵兰浩围绕固体力学和流体力学的交叉领域，以超亿级网格规模的并行仿真计算深入研究水利水电工程中的流固耦合实践问题。
为深化研究，他不惜将十多年积累的数值计算程序彻底推倒重来，再用6年时间、15万行源代码重建，力求真实、高效还原涉水工程结构和流体之间纷繁复杂的相互作用。其自主研发的超大规模高性能并行计算程序“ FASIM”已成功应用于水库大坝、海上风电、海底管线、海上光伏、潮流能电站等实际涉水工程。谈及多年来的心路历程时，他心中只有“干一行爱一行”这个最朴素的信念。
把一粒石子投入水中
儿时，家乡田埂上的引水灌溉工程是赵兰浩的水利启蒙。潺潺溪流滋养着庄稼，为秋天的丰收保驾护航。填报高考志愿时，他选择了水利水电建筑工程专业，2001年来到河海大学水利水电工程学院（现为水利水电学院）继续硕博连读。
博士第一年，在导师的带领下前往福建古田一座在建水电站，水电站大尺寸表孔泄洪闸门存在潜在的流激振动风险。这是一个典型的流固耦合问题，振动成因复杂，振动后果严重，研究难度大。业主单位邀请河海大学团队协助推演计算以确认闸门的安全性。
迫在眉睫的工程进度让赵兰浩不敢有片刻耽误，现场调研结束后，他马不停蹄地赶回学校，在有限的时间内开发了一套程序，用以解决水工结构的流激振动问题。这是赵兰浩第一次近距离走进水利水电工程建设一线，多年后他站上讲台，也继续带着一批又一批学子们奔赴各个水利水电工程一线，在应用中寻找问题，在实践中磨砺真知。
这次经历如同一粒石子，在赵兰浩的研究“水域”泛起一圈圈涟漪。从那时起，他开始将目光更多投向流体力学和固体力学的交叉分支——流固耦合。传统的水工结构分析侧重结构本身这一固体研究，而将水体的作用简化为一个施加在结构上的荷载，但现实情况往往更加复杂，更需要考虑固体结构与流动水体之间动态化的相互反馈。
赵兰浩研究程序编制
涌浪灾害防范是水利水电工程防灾减灾的重要议题，赵兰浩用打水漂为比喻解释道：“如果多颗石头相互碰撞入水，就像实际滑坡问题中，大块山体下滑时发生破碎，由连续体转化为非连续体的转化......”这也是赵兰浩重点研究的方向之一，“有段时间别人问我，最近在研究什么问题，我说我在研究就是用数值仿真的手段，准确模拟把石头扔到水里面去的整个过程。”
从3万归0再到15万
晚上11点半通常是赵兰浩的“正点”下班规律，留校二十多年来他几乎保持着这样的作息，有时出差晚上落地南京，也总要先回办公室才踏实。让他时时牵挂的是一套自主研发的CFD-FEM-DEM耦合并行数值模拟平台“FASIM”。
早在读博期间，赵兰浩前往西班牙国家公共实验研究中心（CEDEX）学习交流，就接触到了一个二维流固耦合的计算程序，中心研究人员在介绍程序时随口提了一句“你要是有兴趣把它改造成三维的”，当下赵兰浩只是笑了笑并没有接话，但一颗种子却悄悄埋在心里。
之后的两个月时间，赵兰浩不断尝试，每次都是最晚一个关灯走的人，即便周末也全身心扑在研发上。离别前，他将融入个人改进构想的三维程序交了出去，对方诧异又惊喜的神情时至今日都令他印象深刻。
赵兰浩有时会自嘲，自己好像是一个生活很单调的人，但遨游在工程、力学、编程的海洋里，他看到了很多常人未曾窥见的风景。
西班牙交流归来后，赵兰浩对编程愈发感兴趣，通过开发坝体-库水-地基相互作用的流固耦合程序，完成了博士论文的工作。2006年留校工作后，在完成日常教学、科研工作的同时，仍对数值计算、程序开发念念不忘，在研究传统水工结构问题的同时，将涉水工程流固耦合问题的研究作为他的重要研究特色。2007年，在国家自然科学青年基金的资助下，他开始了水力机械流激振动数值模拟方法的研究，并应用于南水北调东线大型泵站、抽水蓄能电站的振动安全评价中，这也是多年后他所获得的国家科技进步二等奖其中一个创新工作的发端。
“积累的知识越多，想要解决的问题也越多。”渐渐地，赵兰浩觉得眼前的程序系统和框架已经无法满足他的科研需要。摆在面前的路有两条，在现有基础上修补完善，或者彻底推倒重来。经过一段较长时间的思想斗争后，他最终决定选择后者。“2015 年 3 月 12 号，我选了植树节，把之前3万多行源代码的程序全部删掉，重新写下第一行程序。”虽然有此前近十年的积累，但从头来过的路也并不容易，有段时间，赵兰浩卡在了有限-离散元的程序开发中，反复调试了很多次，“好多次，我一抬头天都亮了，完全被（程序）吸引住了。”
“FASIM”程序已运用于海上风电等工程
之后六年里他用15万多行源代码，借助“太湖之光”“天河一号”等国家超算中心的算力支持，重新构建起现在这个能进行亿级网格的超大规模并行仿真计算程序“FASIM”，有研究者对这一程序给予了很高的评价，认为其填补了流固耦合大规模并行仿真的技术空白，为有效解决重大工程中的流固耦合问题提供了可靠分析工具、创新性技术及系统解决方案，并为着力提升我国自主创新能力、应对国外技术垄断、摆脱我国在CAE领域卡脖子的局面提供了科学理论、技术支撑和实现工具。
时至今日，他的程序也还在不断精进中，并向学生开放了全部的源代码，学生可以根据所需任意截取从事自己的研究课题，“我在读书的时候，导师就把他合作研发的数值模拟程序毫无保留地教给了我，我把开发的程序传授给学生，也是想将这份信念传承下去，干一行，爱一行，就要把它学好、做好。”
来源：河海大学官微
