中国力学学会第三期青托人才吕鹏宇，主要从事“流固界面力学”方向的研究。在青托项目支持下，他全力投入到水下航行器减阻表面稳定性、滑移特性及减阻机理方面的研究工作中，立足基础科学问题，面向实际工程应用，突破了表面减阻气层失稳的瓶颈问题，揭示了气层减阻机理，为水下航行器的减阻降噪、节能增效提供了指导。三年来，在PNAS，PRL，JFM等国际主流SCI期刊发表论文17篇，授权国家发明专利3项，取得了若干创新成果。

水下航行器是实施水下勘探、运输等活动的重要载体，在海洋科学等领域具有重要意义和应用价值。水下航行器行进时受到的近壁面摩擦阻力占到总阻力的比例可以高达70%，其带来的能量消耗不仅制约了航程，也限制了负载能力，是水动力学、流体工程学以及生物流体力学等领域关注的重要问题。近几十年，人们发展了多种减阻策略，涉及主动控制与被动控制。其中，气层减阻以其低能耗高效率的特点成为一种有效的减阻方式。但由于气层难以形成并稳定保持，在长时间、大尺度、高雷诺数条件下的气层减阻技术是一个具有挑战性的重要课题。

针对气层稳定性的核心基础科学问题，在前期对于气层失稳过程研究的基础上，他建立了广义的热力学理论框架，预测了减阻气层超长稳态的存在，揭示出水下微结构内气层稳定存在的机理，并通过自主搭建的实验平台实现了气层的超长稳定状态。对于已经失稳的气层，通过研究槐叶萍表面的微结构及其水下固液气界面力学特性，发现了一种新的气层稳定性机理，并基于仿生学原理及力学设计理论，制造了人工仿生槐叶萍表面，完全实现了天然槐叶萍表面气层稳定性恢复的功能。在此基础之上，考察了流场中气层的滑移特性，发现了活性剂导致的气层附近流场三维回流现象，并揭示了机理。对基础科学问题的深入研究，为实际应用提供了理论支撑，具有非常重要的指导意义。

为了将基础性研究成果应用到实际工况中，设计并搭建具有自主知识产权的流体测量系统3套（微流道、动力式循环水槽、重力式循环水洞），可以分别提供微流动、层流、湍流流动测试环境。他还搭建2套阻力测试系统（微梁原位测力系统、单分量测力系统），可以分别实现表面和宏观模型阻力的测量。基于流体测量和流动显示技术，将阻力测试和机理解释相结合，开展了水下固体微结构表面气层的滑移特性及减阻机理研究，系统分析了影响减阻性能的因素，揭示了湍流边界层流动中气层的减阻机理，为下一步工程试验奠定了重要的基础。

基于上述工作，吕鹏宇自入选青托工程以来在国际主流SCI期刊发表论文17篇，在国内核心期刊发表论文2篇，其中，关于气层超长稳态的工作发表在《物理评论快报》（PRL）上，并被美国物理学会网站Physics Synopsis栏目作为亮点进行报道和评述，指出“研究人员发现了技术诀窍，大大延长了超疏水表面在水下工作的寿命”；关于气层稳定性恢复机制的工作以封面文章形式刊登在《美国科学院院刊》（PNAS）上；关于气层附近三维回流特性的工作发表在流体力学国际顶级期刊《Journal of Fluid Mechanics》。自主设计搭建的流场测量系统获得国家发明专利3项，实用新型专利3项。在研究过程中，吕鹏宇申请到了国家自然科学基金委青年基金项目等重大科研项目，获得北京大学第十届实验技术成果三等奖，Journal of Fluid Mechanics Symposia“最佳海报”奖等荣誉。

青年科研工作者的任务，不仅限于探索知识的新高度，还要面向国家重大需求，解决实际应用中的瓶颈问题。该案例中，吕鹏宇经过长期对基础科学问题的攻关，已经获得了一定的成果积累。但他深刻地意识到不能忘记该项课题的初衷，要朝着实际应用的目标，不遗余力的推进实践创新的进程。“不仅要埋头走路，还要抬头看路”，这是青托导师段慧玲教授的教导；“注重科学实验，更要注重科学实践”，这是青托导师方教授的经验之谈。追寻导师的步伐，不忘初心，持之以恒，才能达到目标，为国家与民族的事业贡献力量。

在已有积累的基础上，他将进一步加强实践创新，开发减阻技术，开展模型及实船测试，应用到船舶、水下航行器等装备上，将理论与实践相结合，推进实践应用进程。