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2023年度武汉“最美科技工作者”
周建新获评“荆楚楷模”！
海报来源：湖北日报
周建新：使铸造从经验走向科学
我国铸件总产量已连续20多年位居世界首位，是名副其实的铸造大国。但高端铸件占比较少，离铸造强国仍存在距离。为实现铸造业工业软件的自主可控，华中科技大学二级教授、周建新在国家重点研发计划、国家重点工程课题、国家自然科学基金等项目的支持下，数十年的长期产学研攻关，致力于以新质生产力推进新型工业化，攻克了铸造工艺全流程缺陷定量预测难，复杂生产模式下生产全流程单件化质量管理与问题追溯难等技术难题，面向高端铸件研发了系列控形控性工业软件，成果在航空、航天等领域得到应用。
无心插柳 结下铸件缘分
构建了基于热物性参数反求的铸造材料高精度热物性参数库，提出了基于自适应网格与CPU/GPU混合并行计算的高精高效充型凝固模拟技术，创建了孔松、卷气、夹渣等铸造缺陷定量预测模型；建立了基于铸件生命周期CLM与全面质量管理TQM的单件化管理模型，提出了参数配置式多维度数据监测与铸件缺陷检测技术，周建新在铸件方面取得了一系列的成果，但他与铸件的缘分可谓“无心插柳柳成荫”。
18岁高中毕业的周建新没等到自动化专业的通知书，却进入了自己没什么概念的铸造专业。为了弥补自己的心愿，他奔走于教室、图书馆与宿舍之间，在学习铸造的同时，辅修了自动化专业的知识。一次学校安排参观不同的课题组，在凝固模拟实验室他第一次接触到铸造计算机模拟仿真技术，在286计算机DOS系统黑屏上看到了鲜活的铸造凝固过程模拟彩色动画，这是一次充满诱惑力的学习，“诱惑”他做出人生重要选择，走向为之一直奋斗的铸造。
2003年周建新博士毕业后留校工作，坚持深钻理论和深挖应用。为了攻克铸造成形过程模拟仿真的数值算法，他夙兴夜寐，广泛阅读数值计算方面的书籍，手不释卷。每天早出晚归，终日伏案推导铸造成形过程的理论模型，演算的草稿纸铺满了办公室，推导的理论模型与公式写满了黑板，在计算机上编写了数十万行代码，经历了无数次编译与调试后，功夫不负有心人，他开发的铸造模拟仿真软件成功的实现了铸造成形过程温度场、流动场和压力场的预测。但周建新博士时刻铭记“求是创新”的校训，不满足于已有的理论模型，为提高铸造缺陷的预测精度与计算速度，继续在铸造成形过程模拟仿真的高精度高效率求解算法方面开展研究。为了提高软件的精度，让更多人能够用上研发的软件，周建新博士深入工厂一线，将理论联系实验，把科研推到一线，走遍了国内外的各个铸造厂，深入浇注现场，与生产线的工人深入沟通，记录了一个又一个铸造缺陷，将一手的铸造缺陷形成规律进行统计分析，并改进铸造模拟仿真软件的求解算法，经历了数十个软件版本的开发，终于，将华铸CAE软件的预测精度大幅提高，计算速度也提高了一个数量级，软件的各项指标远超国外同类商业软件，成功遏制了国外软件的垄断地位，为国家复杂铸件的成形制造提供了重要的技术保障。
百数轮数值模拟 完成工艺优化
21世纪开篇，我国经济的飞速发展催生了航空事业的蓬勃发展，如大飞机/大运载等项目成为国家重点工程。然而这些项目也对传统制造业带来了新的技术挑战，如航空发动机钛合金机匣等。2010年，国内钛合金铸造领头羊单位——北京航空材料研究院研制新一代钛合金机匣铸件，缩孔缩松、卷气夹渣等缺陷导致废品率高，100%让步使用。由于该铸件有126道成形工序，流程超210天，经验试错无法解决该类铸件高品质成形的急需，且当时ProCAST等国际先进水平网格划分困难，数值模拟软件无法进行工艺优化。
鉴于周建新及团队在铸造数值模拟领域的影响力，航材院向周建新寻求合作，开展钛合金机匣铸件缺陷控制研究工作。初次接触该零件，周建新发现其几何模型标准文件就大于100兆，远超一般铸件水平（≤10兆）。这给铸造数值模拟带来了极大挑战。为此，周建新不畏困难与艰辛，身先士卒，多次往返北京——武汉，进行钛合金机匣铸件特征研究，为适用于这一结构复杂的机匣铸件，他对软件原有的求解算法进行优化，查阅了国内外的无数文献资料，推导了一个又一个计算公式，编制了先进的计算机程序，经历无数个夜晚的计算与改进，终于成功研发了自主知识产权钛合金机匣铸件专用的数值模拟与缺陷预测系统；在此基础上，为节省时间，他带领学生同时用数十台高性能计算机进行多轮的工艺优化。
周建新以实验室为家，不分昼夜，只为能够最快地制定新的工艺优化方案，从而能够为机匣最终定型工艺节省更多的时间。他开展了近百数轮的数值模拟与近百TB数据的工艺优化，机匣成形过程的模拟结果计算数据用完了数百个硬盘，在浩如烟海的模拟结果中，他不断优化工艺参数，分析模拟结果的铸造缺陷产生情况，查阅工艺手册，改进原有的工艺方案，不断迭代优化，终于，周建新完成了新一代钛合金机匣铸件的缺陷控制与工艺优化，使该类铸件缺陷降低了75%，使我国成为继美国之后，全球第二个掌握大型复杂钛合金机匣整体铸造技术的国家，解决了国家航空制造领域的卡脖子难题，为大型飞机发动机的研制提供了技术保障。
推动铸造技术“数字化+信息化”
自投身铸造行业，周建新就没有离开过。他把所有的精力都投入到铸造形成过程数值模拟和数字化铸造上，致力于以新质生产力推进新型工业化，研发了华铸系列工业软件以及“1+N”模式数字化铸造创新平台。铸造领域陈光院士、中国铸造学会娄延春理事长、中国铸造协会张志勇执行会长等专家鉴定认为：“总体技术达到国际先进水平，……缩孔缩松缺陷定量预测技术居于国际领先水平。”应用于航空、航天等领域高性能复杂铸件生产企业共计800余家。华铸CAE与世界知名同类软件竞标中多次中标，并成功出口美、英、瑞、澳等国，是首款走出国门的铸造模拟软件，成功阻击了国外垄断。支撑了航空（Y20、C919等飞机）、航天（大推力、探月等火箭）、汽车（新一代国六标准等商用车）等领域数十种型号发动机的复杂铸件研制与生产上。
周建新负责的华铸软件团队2022年入选了由中国产学研合作促进会评选的《创新 使命 担当——中国产学研百佳科技创新团队》。
周建新获国家科技进步二等奖2项、湖北省科技进步一等奖2项、湖北专利奖金奖1项、行业/协会一等奖多项，成果入选2022年“科创中国”先导技术榜，引领了行业发展，推动了铸造技术“数字化+信息化”的变革，使铸造从经验走向了科学。
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