学科交融 服务国家

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　　他曾师从中国科学院院士陶文铨教授钻研数值传热学的相关知识；曾在巴黎第六大学达朗贝尔研究院与合作导师——著名湍流与大涡模拟专家Pierre Sagaut教授，一道从事气动力学与气动声学的研究工作；曾在英国帝国理工学院数学系与航空系及欧洲最大航空发动机企业罗尔斯·罗伊斯声学部从事流体力学领域的基础及应用研究。在英国，他的合作者包括英国皇家工程院院士Spencer Sherwin、應用数学家Philip Hall教授等著名专家学者。因贡献突出，他不仅获得英国帝国理工学院授予的荣誉研究员头衔，更受到世界著名企业雷诺、空客、罗尔斯·罗伊斯、庞巴迪、迈凯轮等的大力资助。
　　在国外经历了漫长的积淀，当事业终于顺风顺水时，他却选择回国到高校任教，他是上海交通大学航空航天学院长聘教轨副教授徐辉。立志用所学服务自己的国家，将个人发展融入国家命运，是他对“梦想”的理解，也是他毅然回国的原因。
　　国外历练 羽翼渐丰
　　在国外，徐辉致力于用应用数学及先进科学计算方法解决空气动力学、水动力学领域遇到的科学及工程问题。
　　出国前，在西安交通大学求学的相当长时间里，徐辉其实一直从事的是应用与计算数学的相关研究工作。于他而言，对数学的热爱已经内化为一种习惯，已致当从数学转向工学时，他曾度过了一段难熬的迷茫期。幸运的是，适应期过后，他惊喜地发现数学研究和工程应用其实并不矛盾，用数学知识抽象出的模型可以很好地解决工程问题，同时工程问题又促进了对一些数学知识更深层次的理解。
　　徐辉告诉记者，之所以考虑转变研究方向，西安交大的两位恩师对他的影响很大，一位是李开泰教授，另一位是马逸尘教授。“两位老师曾对我说过，做数学和做工程其实联系十分密切，20世纪80年代，他们就曾用数学知识解决了一些关键工程问题。完成本科和硕士学业后，我师从国际数值传热学知名专家陶文铨院士从事博士研究。从做人到做学问，陶老师对我产生了深远的影响。攻读博士学位期间，陶老师始终如一地鼓励我用数学知识来应对工程中的科学问题，使我安心科研，顺利博士毕业。毕业后，我渴望继续从事相关的工作。受恩师的影响，我了解到，法国有许多擅长用数学知识解决工程问题的专家，从而萌生了去法国学习的想法。”
　　对徐辉来说，出国的契机很有意思。那是2009年的7月，在上海，他幸运地遇到了一个自己非常崇拜的人，就是在巴黎第六大学达朗贝尔研究院任职的著名湍流与大涡模拟专家Pierre Sagaut教授。“他跟我聊天，既聊到了工程又聊到了数学，他的博学及对学术的热忱让我对他非常仰慕。在这样的机缘下，2010年年初，我追随Pierre Sagaut教授去了法国，开始了博士后研究，为空客和雷诺公司服务。”在为这两家公司服务的两年多时间内，徐辉把数学完美地融合到了工程问题中，针对飞机发动机的噪声问题开展了一系列非常有意义的工作。
　　谈及初到法国时的情景，徐辉说：“我是应用与计算数学的背景，当真正要用这些知识解决实际问题时，对我来说是比较艰难的。我记得有一个问题需要在6个月内解决掉，那段时间睡觉很少，虽然很难，但是我对这个问题非常感兴趣，越困难越激起了我研究的斗志。当问题被解决掉，我看到自己的科研成果被应用到空客上时，非常开心，这更增强了我克服所有困难的勇气和决心。”
　　完成巴黎第六大学两年多的研究后，徐辉赴英国帝国理工学院数学系与航空系担任副研究员及罗尔斯·罗伊斯公司的研究员；随后凭出色的表现，徐辉晋升为英国帝国理工学院航空系研究员。在帝国理工学院工作期间，除继续为之前的企业服务外，徐辉更增加了一些其他的服务对象，如罗尔斯·罗伊斯、庞巴迪等企业。在为这些企业提供服务的同时，他参与了为最先进的飞机设计机翼和发动机风扇的重要工作。在国外的学习与实践，对不同学科的融合与借鉴，加深了徐辉对学科间关联性的认知，也加深了他对科研的兴趣。
　　关注工程问题 成果持续创新
　　在国外打拼9年，长期在流体力学、应用数学和计算数学交叉领域从事相关理论与应用研究的徐辉，是高精度hp型谱元法开源软件Nektar++的不可压缩及可压缩求解器的核心开发人员，他将高精度hp型谱元方法首次应用于重大工程需求中——参与设计了新一代空客商用飞机机翼及罗伊斯·罗尔斯低噪声大推力航空发动机。
　　徐辉非常注重先进科学计算在流动稳定性、层流—湍流转捩、流动控制等方面的应用及基础研究，在EPSRC、空客、罗尔斯·罗伊斯、庞巴迪、迈凯轮等公司的资助下，取得了创新性的研究成果；同时，在基于玻尔兹曼模型求解弱可压缩流动的理论及方法研究方面取得的成果也不可小觑。两方面的研究成果不仅在理论上具有指导意义，在航空航天、水动力学等相关领域，特别是亚音速与超音速飞行器、发动机及水下航行体等工程设计方面更具有重要的实际应用价值。
　　在湍流方面，他主要的贡献在于对湍流尾迹结构的分析与建模，并将此应用于涡扇发动机风扇尾迹的结构及湍流强度的快速预测方面；同时，基于尾迹统计特征优化和改进宽频噪声快速预测的半解析方法。在层流-湍流转捩的理论研究方面，他主要的贡献在于：澄清了边界层中微小局部粗糙元对边界层转捩的作用；发现了受约束薄层流分离泡的无粘拐点非稳定对边界层中首要的非稳定性模态的快速放大作用，揭示了非稳定性模态的线性增长及非线性突变过程。在层流-湍流转捩的应用方面，他研究的重要贡献在于能够为工业中翼型、叶片等高端设计加工精度提供上限，此上限与相关的气动性能紧密相关。在流动控制方面，他提出了一类有效的层流控制方法，主要用于流动减阻。在计算气动声学方面，他主要发展了低耗散低弥散数值方法用以精确地模拟气动噪声；同时，提出了可靠的声场吸收层技术，为模拟气动噪声提供了有力的支持。近期，基于国家重大需求，他开始着力于将应用数学方法及高精度hp型谱元法应用于气动噪声、螺旋桨水下噪声、超音速流动、湍流燃烧、发动机燃烧室设计、航空发动机实验仿真等方面。他的科研工作与工程问题紧密结合，在理论与应用方面同时开展工作。 　　个人发展融入国家命运
　　徐辉坦言，在国外的9年，对他来说是一段并不轻松且漫长的过程。一方面他在积累专业知识，另一方面他在提高更深层次的认知，并寻找个人的发展方向。而这一切努力的落脚点，就是服务祖国，只有这样，积蓄的能量才能得到更好的释放。
　　“刚出国那几年，我回国的次数不多，因为工作比较忙。但后来回来得比较频繁了。我有很多朋友在航空领域、水动力学领域工作，与他们交谈我发现国家对航空和海洋工程投入非常大，而且有很多基础性的问题亟待解决。在国家高速发展的大背景下，回来为祖国服务，是每个人必然要做出的选择。”徐辉说。
　　因特殊的地理位置，上海与国际的交流非常便捷，并且中国航发商发、中国商用飞机等公司都设在那里，周边还有海洋工程及船舶科学相关的研究机构。如果想与航空航天和海洋工程领域的实际问题更好地接触，上海对徐辉来说无疑是一個很好的工作地点。2018年9月，徐辉加入了上海交通大学航空航天学院。
　　回国后，徐辉的研究得到了国家自然科学基金“湍流结构的生成演化与作用机理”重大研究计划及“面向发动机的湍流燃烧基础研究”重大研究计划的支持。如何将高精度计算运用到噪声的预测及对复杂湍流燃烧的认知上，这是两个无论在国内还是在国际上都具有挑战性的问题，它们的解决对中国航空事业的的发展尤为重要，这也成为他科研的主要研究内容。
　　目前，在高精度计算运用方面，通过参加国际学术会议，做会议邀请报告，发表论文，徐辉已经开展了很多工作。尤其对于参加学术会议，徐辉很重视，从2018年回国到现在，他参加的各类会议不下10次。他说，参加会议的出发点很简单，就是及时了解行业的发展，用学术领域的发展解决工业领域的难题，用工业领域难题促进学术领域对问题的解决。
　　2018年年底至2019年年初，考虑到高保真计算方法在理论及工业应用中日益得到广泛关注，为加强交流以共同促进高保真计算方法、理论研究及工业领域的应用研究，作为主要发起人，徐辉倡议发起每两年举行一次“高保真计算方法及应用国际研讨会”（International Symposium on High-Fidelity Computational Methods & Applications）。首次研讨会于2019年12月13至16日在上海举行，由上海交通大学、帝国理工、中国空气动力学会、空气动力国家重点实验室、喷水推进技术重点实验室、《水动力学研究与进展》编委会联合主办。国内国际著名学者专家莅临会议、致辞并发言，他们是乐嘉陵院士、陶文铨院士、自然科学基金委数理学部主任江松院士、何国威院士及英国皇家工程院院士Spencer Sherwin。同时，还有众多国内国际知名专家、教授及企事业领导莅临会议，并参与讨论。
　　因为回国时间不长，徐辉的实验室正在逐步建立中。团队虽人数不多，但结构很合理，有研究应用数学的，有研究流体力学的，有研究物理的，大家配合地很默契。目前，团队已与中国空气动力学研究与发展中心、中国航发涡轮院、中国船舶及海洋工程设计研究院、中国船舶科学研究中心及国内的一些大企业开展了合作。不到1年，团队与企业合作项目已达7项，通过合作，他们希望共同为满足空气动力学、水动力学国家的战略需求出谋划策。
　　对于创新，徐辉这样认为，他觉得解决问题的过程其实就是创新的过程。在学校的实验室触及的问题比较简单，工程问题则要难得多。想象的东西总归是虚无缥缈的，凭空不能建起一座高楼，因此要到工程实践中去发现问题，实事求是，脚踏实地，严谨地去解决问题。
　　对于“梦想”，徐辉也有自己的认识。“上学时，成绩好就是梦想。做科研，能发表论文就是梦想。真正走上工作岗位时，用所学去解决问题、服务国家就是梦想。如此，个人的梦想自然而然就融入到国家的发展中去了。现在我对‘梦想’的理解就是个人的梦想要切合实际地符合国家发展需求。”
　　要实现梦想，在徐辉看来，就是把自己学到的知识应用到国家的重大需求上去。具体落实到行动上，就是与行业领域的人广泛交流，与他们交朋友，了解他们的需求，解决他们的问题，在科研上持续创新，并将创新成果持续应用到工程领域。
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