“美的歷程”在我誕生前就開(kāi)始了。一開(kāi)始，工程師并未將“美”作為自己設(shè)計(jì)工作的方針，他們需要的是能完成工作的形體。要讓我能出色地完成工作任務(wù)，既需要滿足水力方面的要求，也需要滿足機(jī)械方面的要求。

　　水力方面，設(shè)計(jì)要求我的效率較高，盡可能多的將水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，再轉(zhuǎn)換成電能，而不是變成熱能白白損耗掉。有一種“空化”現(xiàn)象一定要留意———如果你不是整日在水中旋轉(zhuǎn)，你可能無(wú)法理解“空化”現(xiàn)象。這是一種同時(shí)令我著迷而又恐慌的現(xiàn)象：因?yàn)槿~片的旋轉(zhuǎn)，在某些區(qū)域形成低壓，水氣化成水蒸氣，在水中迅速膨脹，然后像炸彈一樣炸開(kāi)，我的身體如果不斷受到這樣的沖擊，可能會(huì)被“炸”出小小的“彈坑”，最終導(dǎo)致崩潰。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)，就要盡量避免形成這樣的低壓區(qū)域。

　　設(shè)計(jì)還需要保證我運(yùn)行穩(wěn)定。因?yàn)槲覀兓炝魇桨l(fā)電機(jī)的葉片是不能變化角度的，所以無(wú)法保證在任何水流下都工作在最佳工況。在某些工況下，轉(zhuǎn)輪的出口處會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的水流，它們碰到管壁的時(shí)候，會(huì)形成像錘子敲擊一樣的震動(dòng)。這種震動(dòng)不僅僅會(huì)讓我感到心驚肉跳，而且有可能給整個(gè)系統(tǒng)造成巨大損害。另外，在我和身邊的葉片之間，還會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的渦流，造成機(jī)組震動(dòng)。

　　2　水流有些怪脾氣

　　水是世界上最平常的事物，同時(shí)也是最神秘的事物。你們?nèi)祟愐呀?jīng)可以計(jì)算出千萬(wàn)年后日月的運(yùn)動(dòng)軌跡，卻無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)河流中的水在下一秒的運(yùn)動(dòng)情況。當(dāng)水流動(dòng)的時(shí)候，會(huì)對(duì)葉片產(chǎn)生一個(gè)沖力，同時(shí)還具有黏性，更會(huì)在某些地方產(chǎn)生渦流。對(duì)于渦流，人類的理解相當(dāng)有限，研究渦流力學(xué)的物理學(xué)家常常抱怨人類可以投入幾十億美金制造大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)來(lái)砸出更微小的粒子，而不肯投入少得多的錢來(lái)研究最常見(jiàn)的渦流。不但如此，水中還有沙子。它們?cè)斐闪烁鼜?fù)雜的“兩相流”。正因?yàn)槲夜ぷ髟?ldquo;玄而又玄”的水中，所以對(duì)我身形的設(shè)定也就成了一個(gè)艱巨的任務(wù)。

　　運(yùn)用最先進(jìn)的軟件，工程師們初步確定了水流沖擊在我身上的效果，設(shè)計(jì)出我身體基本的扭轉(zhuǎn)形狀。光是扭轉(zhuǎn)還不夠，我的形狀還必須滿足減少渦流的效果。我的前緣被設(shè)計(jì)成一個(gè)圓弧的形狀，保證各個(gè)方向的水流都能順暢地通過(guò)，而為了減少水的黏性造成的阻力，后面的身體比前緣薄了幾分，我身體的曲線初步形成。

　　從水力的角度來(lái)說(shuō)，葉片需要設(shè)計(jì)得比較薄，這樣效率比較高，但是機(jī)械強(qiáng)度卻沒(méi)法滿足，所以必須有一定的厚度。在盡可能薄的情況下滿足機(jī)械強(qiáng)度，就需要有些地方薄，有些地方厚。工程師們計(jì)算出來(lái)我身上各個(gè)點(diǎn)承受的應(yīng)力和變形情況，以確定哪里薄，哪里厚。在這個(gè)計(jì)算過(guò)程中，工程師們確定了我身體的上萬(wàn)個(gè)結(jié)點(diǎn)的受力情況。我身上復(fù)雜、曼妙的曲線逐漸形成。人類喜歡經(jīng)過(guò)大自然千錘百煉的肉體，沒(méi)有一絲贅肉，亦非弱不禁風(fēng)。我正是如此。

　　設(shè)計(jì)完畢，還需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，再根據(jù)結(jié)果繼續(xù)優(yōu)化。設(shè)計(jì)我這樣的葉片，需要耗費(fèi)兩三個(gè)月的時(shí)間。其實(shí)，設(shè)計(jì)結(jié)果是百年來(lái)經(jīng)驗(yàn)積累的結(jié)晶，不斷地思考、計(jì)算和優(yōu)化，最終造就了我的美。

　　3　制造也是一門藝術(shù)