中国青年网讯（记者 闫坤）何璞站在一座“高山”之上。

　　这座山，是他的导师中国科学院院士、西安交通大学教授陶文铨和团队数十年以沉淀为基、试错为石垒筑而成。几十年来，为打破国外软件的技术垄断，老一辈科学家在极其艰苦的条件下潜心攻坚，带领团队研发出一套完全自主可控的国产数值仿真软件。

何璞在氢燃料电池流水线检查。闫坤 摄

　　何璞，是这支“造山队伍”中接续攻坚的一员。他要用一行行代码，在数值仿真的虚拟世界里“点燃”氢燃料电池，向着氢能产业化的更高峰峦持续求索。

　　凿开“黑箱”

　　20世纪80年代，陶文铨院士在美国访学时敏锐地意识到，数值仿真将是未来工业研发的核心支撑。彼时国内所使用的商用仿真软件几乎全部依赖国外产品，如同密闭“黑箱”，用户仅能调用基础功能，无法掌握其核心算法。在能源装备等关键领域，这不仅存在技术“卡脖子”风险，也潜藏着核心研发数据外泄的安全隐患。

　　陶文铨认为，只有凿开“黑箱”，才能真正支撑高端制造业的发展。回国后，他带领团队从零攻关，历经多年积累，终于开发出拥有完全自主知识产权的国产数值仿真软件。何璞主攻的氢燃料电池，正是该软件难度最高的核心应用场景之一。

　　何璞（右）和陶文铨院士（中）参加节能与污染控制热质传递进展国际研讨会。何璞 供图

　　氢燃料电池的内部反应机理极为复杂，涉及从微纳尺度到电堆尺度的跨尺度传递，以及气、水、热、电等多物理场耦合，横跨传热学、流体力学、电化学、材料学等多个交叉学科，不仅影响着氢能产业化进程，更对数值仿真软件的模拟精度提出了极高要求。

　　“简单来说，软件就像一台超级‘虚拟显微镜’，能在计算机里高保真模拟复杂的物理、化学反应过程。”何璞介绍说，在氢燃料电池的研发中，借助这套工具，团队得以从“盲人摸象”转向“有据可循”，通过计算机对大量设计方案进行模拟、筛选和优化，再选取具有潜力的方案开展试验验证和产品开发。这种“先算后造”的模式，既大幅缩短研发周期，也有效突破了产品性能上限。

　　代码“突围”

　　数值仿真软件在研发模式上优势明显，但氢燃料电池想从实验室真正“跑”进生产线，面前还横着好几道难题。

　　氢燃料电池涉及复杂的工程工艺体系，如果把所有尺度、所有物理过程都完整纳入高保真模型，计算规模会迅速膨胀，甚至难以满足工程设计对计算效率的要求。如何在模型精度与计算成本之间取得平衡，是团队长期面对的关键问题。

　　更何况，数值仿真本身就是一个前沿交叉领域，没有现成的路径可循。传热、化学、力学、材料、计算机……多学科知识层层叠加，单人几乎无法独立完成攻关。为此，团队不断融合传热传质、流体力学、电化学、材料科学和计算科学等多学科方法，并进一步引入人工智能和数据驱动技术，提高复杂模型的计算与优化效率。

何璞和同事一起做测试。闫坤 摄

　　“有时候会崩溃。”何璞回忆，“连续一周反复调试代码，所有参数绕一圈又退回原点，确实会有很强的挫败感。”他清楚自己闯的是一片没有参考答案的无人区，“只能硬着头皮试。”压力最大时，他的调节方式简单又粗暴，“要么睡一觉，要么把自己摁在椅子上硬调。”

　　历经无数轮推倒重来，何璞与团队逐一攻克模型冗余、跨学科耦合求解困难等技术卡点，让国产数值仿真软件一点点补齐性能短板，逐步适配氢燃料电池极端复杂工况，最终具备了落地量产的坚实基础。

　　叩开量产之门

　　仿真环境里跑通的理论模型，并不等同于工厂产线能够稳定落地的成熟产品。从代码到量产，才是何璞与团队面临的更大挑战。

　　流场板是氢燃料电池的“肺”，负责输送反应气体和排出生成水分，其结构设计直接决定电池性能。在团队看来，国产数值仿真软件是破解流场板设计痛点的核心工具，但优化设计绝非简单的“一键生成”。“我们需要把车间量产的所有痛点、行业规模化生产的难点，逐一转化为代码约束条件，嵌入仿真模型持续迭代优化。”何璞介绍。

　　研发初期，团队一心扑在性能上，实验室中追求极致性能的精细流道结构，在批量制造时却可能面临加工精度、成形极限、机械强度和一致性等一系列工程约束。催化效率也是如此，为让反应更快，团队采用了高铂载量方案，单片成本增加数百元，实验室还能撑住，量产成本却完全扛不起。这些来自生产一线的“坑”，成了团队后续攻坚的靶心。

流场板。闫坤 摄

　　于是，何璞和同事们频繁往返于实验室与车间。工艺加工的极限在哪，成本管控的红线划到哪，量产尺寸的公差范围是多少，所有工程约束，他们一条条搬进仿真模型，定向优化结构设计：在薄弱环节强化参数适配，避免量产破损；在保障性能和寿命的前提下，调整材料配比、压减贵金属用量，把成本一毛一毛地抠下来。

　　一轮又一轮地打磨之后，团队终于拿出了成果：一种兼具强化水管理、提高气体分配均匀性和降低流动阻力等优势的三维流场结构，一举补齐了传统结构的量产短板。

　　数据也在说话。目前，团队开发的氢燃料电池单位成本已降至1500元/千瓦，年产2000台套的全自动产线顺利投产。搭载自研方案的氢能重卡已在陕西韩城常态化运营，工业无人机、分布式电站等场景，也陆续展开应用验证。

氢燃料电池成品图。何璞 供图

　　对何璞和团队而言，这套仿真软件的突围，远不止是一款工业工具的技术突破。从凿开“黑箱”到一行行代码反复推演，从实验室的设想一步步落地为工业化产品，他们以代码为钥匙，叩开了氢燃料电池量产的大门。但推开这扇门之后，他们看到的不是终点，而是一片更为辽阔的零碳天地。

　　老一辈垒筑的高山，托起了今天的突破；而今天的突破，又成为下一代人继续攀登的起点。正如何璞所说：“我们还在往上走，这座山，没有顶。”