编者按:从2025年开始,武汉市科协联合市人才局,实施武汉青年科技人才朝阳托举工程,支持一批优秀青年科技工作者围绕我市重点科技领域和产业发展方向开展学术研究、科技攻关。现开设“武汉青年科技人才朝阳托举工程”入选者宣传展示栏目“武汉科创新青年访谈录”,旨在让所有奋斗青年的努力和付出被看到,探索创新的青涩轨迹被看到,自立自强的精神家园被看到……

武汉青年科技工作者倪玉芳
武汉位于长江汉江交汇处,地势低平,以前夏季遇上强降雨就有“看海”之忧。不过现在有了科技与狠活,“水流预言家”用数学模型为守护万家安澜提供技术支撑。
提前画出“积水地图”应对暴雨
倪玉芳是长江水利委员会长江科学院水力学研究所高级工程师,主要开展水力学数值模拟技术的自主研发工作。“我的工作就像给水流‘写剧本’,提前算出它会往哪流、流多快,用模型让看不见的水流过程变得可预测。”她笑说自己既是科研人员,又是程序员,实验室里没有轰鸣的机器,只有不断敲击电脑运行代码的声音,通过编写程序、建立模型、分析结果,模拟各类水体的流动现象,“无论是一条河流的泥沙运动,还是城市水网的管道水流,都能通过模型预判”。

倪玉芳参加学会会议作专题汇报
她印象最深的,是国家自然科学基金青年科学基金项目中对河流交汇口水沙规律的研究发现。山区河流交汇口常形成沙坝,粗颗粒泥沙更靠近河中心,细颗粒泥沙离岸更近,这一现象的形成机理靠观测与室内实验难以破解。倪玉芳团队用仿真手段,把水流结构、泥沙碰撞等因素拆开分析,最后发现支流细颗粒泥沙受湍流悬浮作用影响,粗颗粒泥沙受颗粒间相互作用与重力势能主导,在交汇口“流动分离”这一湍流现象的影响下,形成了泾渭分明的粗颗粒泥沙与细颗粒泥沙输送路径,进而形成沙坝。“当时与合作方讨论结果,大家纷纷表示结果简洁漂亮。”这也让她坚定了 “模型能解决实际问题” 的信念。读博期间,她还参与了汾河梯级液压坝的研究,“15座液压坝怎么运行,才能既保证安全,又减少对河道生态的影响?我们通过模型算出最优方案,避免泥沙淤积影响坝体启闭,也保护了河流生物的栖息地”。
每年夏季暴雨是城市的“大考”,也是“水流预言家”显身手的时候,“我们把城市的地形、排水管网、降雨数据都输入模型,能算出哪块区域会积水、水深多少、会淹多久”。 倪玉芳举例,某城区街道被模型预判暴雨时会积50厘米深的水,“城市相关管理部门根据预测结果,就能提前准备抽水泵、设置警示,甚至转移居民,从而把损失降到最低”。目前她和团队正在研发自主知识产权的城市内涝模型,打破国外软件的垄断。
武汉是水利问题“天然实验室”
童年时一本《宇宙遨游》打开了倪玉芳对未知世界的好奇,“书里的行星、星云图片特别好看,那时候觉得科学特别神奇,梦想着成为科学家”。大三分专业她选择河流系,缘于湍流是经典物理学最后的未解难题——谈及科学难题,倪玉芳像当年的小女生一样双眼放光。不同的是,今天她有了解决难题的能力。

武汉青年科技工作者倪玉芳
从2011年考入武汉大学,直至今日在长江科学院工作,倪玉芳在武汉已经待了14年,这座城市已成为她的 “第二故乡”,“武汉的科研氛围特别好,武大水利水电学院的严谨学风,长江科学院的雄厚科研平台,武汉青年科技人才朝阳托举工程的资助,都给了我很多机会。而且武汉是长江经济带的核心城市,水利问题复杂又典型,为研究提供了‘天然实验室’”。
倪玉芳表示:“现在很多技术被卡脖子,我们要扛起责任,研发更多自己的核心技术,为国家水利事业做贡献。”作为青年科研者,则要“不内耗,敢啃硬骨头”,“武汉正在建设具有全国影响力的科技创新中心,我希望能在水力学领域持续创新,研发更多具有自主知识产权、能解决工程实际问题的数学模型,为武汉、湖北乃至全国的水利建设出一份力。”
人物链接:倪玉芳,长江水利委员会长江科学院水力学研究所高级工程师,主要开展水力学数值模拟技术的自主研发工作。

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