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一条正确有效的创新之路——一项和高超声速飞

作者:pt游戏官网 发布时间:2021-01-01 06:39 点击数:

  本站讯(记者 赵晖)12月14日,北洋园校区郑东图书馆报告厅座无虚席,一场名为《高超声速飞行面临的机遇与挑战》的讲座吸引了很多青年学子。我国某高超声速飞行器主要研制单位的总师、中国工程院院士朱广生不仅带来了一场精彩的讲座,还对天大“高速空气动力学研究室”在空气动力学上的研究成果对高超声速飞行器的研制所作出的贡献给予了高度评价。周恒院士透露,在这些贡献中,青年教师陈杰的成果有助于显著提高有关飞行器某一气动力计算的精度。

  2017年入职,从国家重大需求出发,在老教师的引领下踏踏实实埋头研究,陈杰在天大这片以实事求是为校训的科研土壤里上扎下了坚实的根。

  “我是研究空气动力学的,但以前在法国是做微纳器械中低速流动的,跟高超声速飞行器并不很相关,是到天大才开始这个研究方向的。因为周恒院士告诉我,这个方向是国家的重大需求。“陈杰说,通过从实际问题中提炼出有关的科学问题,对其研究,从而解决实际问题,是“高速空气动力学研究室”一贯的主导思想。

  高超声速飞行器具有飞行速度快、机动能力强等优点,从而该项技术被公认为在军事和民用方面拥有广阔的前景,是本世纪颠覆性技术之一,是航空航天大国竞争的热点。对于高超声速飞行器的研制,有新的空气动力学问题,使其研制难度很高。例如,约在八年前,周恒院士就从他的好友,长期从事高超声速空气动力学研究的张涵信院士得知,传统空气动力学针对某一类飞行器计算所得的阻力误差很大,影响了飞行器的研制。面对这个问题,他们两人仔细分析了若干实际算例,认为其可能原因是没有正确考虑空气稀薄的效应(原有的稀薄气体动力学不足以对付这一问题),并分析了在科学上可能会如何表现出来。他们在《中国科学》(中文版)上撰文提出了他们的猜想。

  “因为我是研究气体分子运动的,与稀薄效应对空气流动的影响有相关性,我刚到校,周先生就鼓励我去验证他们的猜想。我很认同周先生的观点——做科研,要做有真正重要意义的科研。我们要从工程面临的重大问题中找到科学问题,做基础研究,再用基础研究成果去解决工程问题。这才是科研的意义和正确途径。”

  于是陈杰开始了跟高超声速飞行器相关的稀薄气体力学问题的研究。她通过可靠的数值模拟计算首先证实了周恒和张涵信两院士分析后的猜想,即当流动的速度梯度和稀薄气体效应大到某种程度,气体分子速度分布的确会明显偏离Maxwell分布。随即,周恒院士就建议她继续分析,看对气体的粘性系数会有什么影响,因为这是将科学分析结果应用于实际的关键。据此,陈杰又发现气体的宏观粘性系数的确和稀薄效应有关,并给出了新判据和新的矫正参数。经过一年的研究陈杰撰写了文章《高超声速流存在局部稀薄效应的一个判据及相应的流动特性》。看到这篇论文,张涵信院士郑重地写了封推荐信,推荐给《空气动力学学报》发表。这里要强调一点,陈杰的文章之所以要投到既不被SCI,也不被EI收录的“空气动力学学报”,是因为写文章的目的是要为我国的航天事业做贡献,而“空气动力学学报”正是我国航天部门的技术人员最容易看到的刊物。

  正如张涵信院士在推荐信中所说,“这是一个很好的开端,是推动有关研究的重要一步,是一个很有意义的结果。“陈杰随后在周恒院士的指导下继续深入研究,第二篇相关论文《气体稀薄效应对热流计算的影响》也在“空气动力学学报”上发表了。

  在理论上有了新发现,周恒院士又建议陈杰在一些简单问题上试用,一方面可以检验科学上的成果在实际中是否能用,另一方面又检验用起来是否方便。课题组随即做了这方面的工作。这是为了工程部门实际能用,而不仅仅是追求理论上的结果。陈杰和她的小伙伴们找到并解决的关键问题,工程单位应用也比较容易,不需要他们大动干戈,而且也基本上不增加计算工作量。

  “遇到一个好导师会让你走上正确的科研之路。正确不仅是方向的正确,更是价值观的正确。”陈杰不是周恒先生的学生,但陈杰依然把周先生看作自己的导师。

  “稀薄效应对高超声速飞行器的影响,这个研究方向是周恒先生提出的,我们做验证,期间周先生还做了指导,按说应该是论文的通讯作者。但周先生坚持说,既然没有参与到具体的研究工作,署名不妥。第二篇论文,周先生给的指导更多,还撰写了其中一部分,但周先生依然坚持不署名。这回的理由是,主要是你们写的,就不挂名了。”陈杰说,周先生坚持不署名不仅仅是谦逊,更是对后辈的提携,无私的提携。“其实在我们空气动力学圈子,周恒先生德高望重。我在上海读研究生时就听过他的讲座。他对前沿跟踪得特别紧,总能提出一些新的想法和思路。他平时很严格,但当我们有成果时他是最高兴的,第一时间就推荐给了他的好朋友张涵信院士。我们的计算模拟方法出来了,他第一时间推荐给有关的技术部门的同志。”陈杰说。

  周先生睿智犀利,以严格著称,虽已91岁高龄却几乎每天都去办公室,是师生心目中最好的导师。“周老师没有一篇挂名的论文。虽然很多的思想或者是做的方法都是周先生提供的,应当是通讯作者,但他坚持不让署名。”课题组说。

  陈杰的两篇高水平文章都没有写英文论文,都不是sci。有人问陈杰“亏”吗?陈杰觉得很诧异,一口回答“当然不!”她说:“我觉得这是研究思路上的不同。有很多导师会指导学生多发论文,追求热点发表文章。我们课题组研究的指导思想是从提出并解决科学问题入手,解决技术上的问题。你做的理论研究要能解决问题,能在哪里起作用,文章就发在哪。所以没有写英文文章就发在了中国自己的杂志上。”

  “这样的价值观是周先生树立的,大家都认同。当然我们的评价机制也是相应的。我们高速室评价体系不是看文章是不是sci,不是看有几篇1区的文章。而是看文章实际的贡献有多大,有没有真正创新的东西。你的水平怎样,小同行都很清楚。组里和周先生在职称评定材料中写了个十分公允的说明。”2017年入校,不到三年,陈杰已经顺利地评为副研究员。未来,踏踏实实科研是她要走的路。

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