达」家专访｜对话达索系统SIMULIA冠军成员——牛菁

在仿真技术不断推动行业变革的今天，专业知识的分享、技术的创新应用以及跨行业协作正成为工程师和研究人员突破边界、引领未来的重要力量。达索系统SIMULIA冠军计划正是基于这一理念，汇聚全球顶尖仿真专家，共同探索仿真技术的无限可能。

本次，我们成功邀请到了SIMULIA冠军成员——牛菁，作为多体动力学的仿真专家，牛菁先生建立和完善了基于SIMULIA Simpack的齿轮箱传动链动力学设计流程，定位和解决了一系列振动噪声和动载荷相关问题，将多体动力学仿真分析从定性走向定量，为高扭矩密度齿轮箱开发提供强大助力。

牛 菁

多体动力学仿真专家

2012年毕业于上海交通大学工程力学专业，此后一直从事风电齿轮箱、新能源汽车电驱减速箱和航空发动机的动力学仿真分析与测试验证工作。2021年起，牛菁开始采用SIMULIA Simpack进行风电齿轮箱传动链的动力学仿真分析和设计优化工作。

从一块手表说起

时隔多年，牛菁依然清晰记得童年的那个午后。

听着父亲钟爱的机械表发出的滴答声，小时的牛菁总是会一次又一次地出神。为什么父亲从来没有装过电池？为什么只需要拧几下发条，指针就能跑个不停？虽然父亲总是会耐心地向他解释，虽然他已经研读了书本上几乎所有关于发条和齿轮传动的原理，但按捺不住的好奇心还是鬼使神差地驱使他带着螺丝刀来到了父亲的书房。伴随着表盘被拆卸后的发出的“咔哒”轻响，机械世界第一次向他展露出冰山一角——可以压紧的细小发条、啮合传动的精密齿轮，每一个细节都让他目不转睛。

然而，坏消息是，即便他使出浑身解数，机械表再也没办法被恢复成原貌。父亲归来后，惴惴不安的牛菁预想着会迎来父亲的训斥与责怪。没想到，父亲却只是摸着他的头开怀大笑：“也是，你不亲手打开，又怎么能真正了解它的原理呢？”

在那个弥漫着些许机油味的时刻，这块被拆开的机械表就这样成为了他工程师生涯的第一个注脚。

正如童年那个握着螺丝刀，埋头探索手表结构的少年一样，作为齿轮箱MBD主任工程师，牛菁依然深耕在这片神奇的机械世界里。如今的他将目光投向了天涯与海角。他正努力让屹立在海岸山巅的“大风车”传动系统更平顺、更安静、更安全地运行，撬动全球可持续发展的关键传动器。

听风者：机械结构在“说话”

机械表的“滴答”声在童年的牛菁心中埋下探究机械工程的种子，也为他打开了齿轮箱动力学研究的大门。

“在这里，我认识到机械的振动噪声并非‘玄学’。”牛菁说。他将振动噪声比喻为机械结构的“语言”，而仿真技术就是解读这种语言的密码本。这段经历让他建立起“理论-仿真-实践”三位一体的工程方法论，也为其后来破解“密语”、攻克风电领域难题奠定了基础。

牛菁在2025达索系统SIMULIA大中华区用户大会结构仿真-基础设施与能源分会场发表演讲

谈及成长轨迹，牛菁认为对他而言，最重要的是一直不变的好奇心和保持思考的勇气。“兴趣是最好的导师，但‘思而不学则殆’。”与每一位孜孜以求的工程人一样，扎实的理论根基如同指引其探索航行的罗盘，而仿真工具则是手中攻坚克难的利剑。“学而不思则罔同样重要。”面对教科书上不会出现的复杂工程问题，唯有深入思考，将复杂模型拆解为简单单元逐个击破，才能实现从“知其然”到“知其所以然”的跨越。

仿真从“吉祥物”到引路人

回忆起一次棘手的齿轮箱振动噪声问题，牛菁思索后这样形容——那就像在迷宫中寻找出口。“问题只有五个字：‘振动噪声大’，但背后可能的原因错综复杂。”团队初期尝试用多体动力学仿真复现问题，但几番尝试后却发现，仿真与测试结果间存在显著差异，理论与现实之间的鸿沟让大家手足无措。

在制定解决方案时，牛菁展现出了一名资深工程师的严谨与智慧：“我们将复杂的齿轮箱模型拆解，列出所有不确定性参数，再通过零组件级测试逐一验证。”通过实验设计方法锁定关键因素后，团队最终完成了模型标定，使仿真与实测结果高度吻合。基于这个精准的模型，他们不仅解决了当前问题，更将经验沉淀为建模数据库，为后续产品设计提供宝贵参考。

通过SIMULIA Simpack对相关产品进行的仿真优化

在牛菁眼中，仿真技术的发展如同一个生命的成长历程。早期多体动力学仿真只能作为“吉祥物”，对设计指导有限；随后进入“助力”阶段，开始在产品开发中识别解决问题；如今，仿真已能“引导”设计，以虚拟试验替代物理试验，与产品开发有机融合。“我们正致力于实现传动链设计的‘全局最优’。”牛菁说。

在世界工程写一首静静的诗

当被问及如何向非工程背景的亲友描述工作时，牛菁的描绘充满诗意：“海边、山上、农田里的大风车，正把免费的风变成绿色的电。我的工作就是让它们的传动更平顺、更安静，让近在咫尺的居民也能一夜安眠。”这份将技术理性与人文关怀融为一体的视角，是他工程师哲学的最佳体现。

面对风电行业的未来，牛菁展现出宏观的洞察力。他指出，在新能源汽车与AI算力革命驱动电力需求持续增长的背景下，风电行业将伴随着人类的可持续发展迎来新的发展机遇。“这不仅关乎碳中和目标，更能为能源供应与能源安全作出贡献。”

谈及选择成为SIMULIA Champion的初衷，牛菁用“工欲善其事，必先利其器”的古训来总结。“仿真软件是我们最得力的武器。”在他看来，像Simpack这样的复杂系统动力学设计分析工具，能帮助工程师逐层解开复杂问题，找到最高效的解决方案。“我希望能将这个有力工具传递给同行，共同推动行业进步。”

从机械表的精密齿轮到风力发电机的传动链，牛菁始终保持着好奇与执着。在他身上，工程不仅是解决问题的工具，更是一种与世界对话的方式——将复杂系统拆解为简单原理，再用知识与智慧将其重组为绿色的诗篇。这份工程师的信念，正随风车旋转，源源不断地汇入可持续发展的未来。