2019年3月1日上午，北京市委、市政府召开北京市科学技术奖励大会，大会表彰了为首都经济社会发展做出突出贡献的科技创新成果和科技工作者。在本次科技奖励中，创新中心牵头单位——清华大学材料学院许庆彦研究员带领团队研究完成的《航空发动机高温合金叶片定向凝固多尺度建模与仿真技术及工程应用》项目荣获北京市科学技术奖一等奖。

  航空发动机是飞机的心脏，是国之重器。航空发动机体现了国家的工业基础、科技水平和国防实力，被誉为现代制造业的“皇冠”。其热端部件的制造技术直接影响和制约了航空发动机的水平。热端部件包括我们通常说的涡轮盘和涡轮叶片。涡轮叶片的工作环境非常恶劣，对叶片的材料和结构都提出了严格的要求。目前，涡轮叶片采用镍基高温合金。为了抵抗高温、高速的恶劣工作条件，其组织已经从等轴晶发展为柱状晶和单晶，为了更好地进行冷却，叶片结构也原来的实心改变为现在的复杂空心结构。单晶叶片的制造被工业界称为制造业“皇冠上的明珠”，代表了当今的制造技术最高水平。

  许庆彦团队在国内率先开展了航空发动机单晶高温合金涡轮叶片建模与仿真的系统深入研究，研发了具有完全自主知识产权的单晶高温合金定向凝固多尺度模拟软件系统。该获奖项目对单晶高温合金涡轮叶片定向凝固过程开展了宏、微观多尺度耦合建模，既能模拟宏观的温度场、溶质场，以及介观晶粒度，又能模拟枝晶的生长。整体技术达到了国际先进水平；多尺度耦合计算技术、单晶叶片拉速自动优化技术达到了国际领先水平。项目成果已成功应用于涡轮叶片的制造，是国内航空发动机单晶涡轮叶片研制中首次应用的国产软件，填补了国内空白，打破了跨国公司的软件垄断，显著提升了我国单晶涡轮叶片的制备技术水平，为先进航空发动机的研制提供了坚实的技术支撑。

  该获奖项目是由清华大学牵头，中国航发北京航空材料研究院和中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司共同参与完成。材料学院许庆彦研究员为该项目的第一完成人。许庆彦研究团队长期致力于材料加工过程计算机建模与仿真方面的基础研究与工程应用工作，取得了一些重要研究进展。目前项目成果在中国航发北京航空材料研究院、中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司等单位开展了工程应用，取得了巨大的经济和社会效益。该方面的研究受到国家重大研究计划、各部委及企事业单位等的支持。