楊立新,男,博士,現(xiàn)任北京交通大學(xué)機(jī)械與電子控制工程學(xué)院副教授。
教育及工作經(jīng)歷:
1987.9-1991.7 南京航空航天大學(xué)動(dòng)力系 學(xué)士學(xué)位
1996.9-1998.7 清華大學(xué)熱能工程系 碩士學(xué)位
1998.9-2001.6 清華大學(xué)熱能工程系 博士學(xué)位
1991.07-2003.07 沈陽航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究所
2003.08-2005.07 北京科技大學(xué),博士后
2005.08- 北京交通大學(xué)
2009.11-2010.11 美國休斯頓大學(xué),訪問學(xué)者
學(xué)術(shù)兼職:
1、國家能源先進(jìn)燃料元件研發(fā)(實(shí)驗(yàn))中心 學(xué)術(shù)委員。
主講課程:
資料更新中……
招生專業(yè):
機(jī)械與電子控制工程學(xué)院:熱能工程碩士
機(jī)械與電子控制工程學(xué)院:機(jī)械工程(專業(yè)學(xué)位)碩士
機(jī)械與電子控制工程學(xué)院:機(jī)械工程博士
培養(yǎng)研究生情況:
資料更新中……
研究方向:
1、流動(dòng)、換熱及燃燒過程的基礎(chǔ)理論研究
2、動(dòng)力機(jī)械與熱能工程
3、工業(yè)過程及裝置傳熱傳質(zhì)技術(shù)
4、微機(jī)電系統(tǒng)流動(dòng)傳熱與能源技術(shù)裝備
承擔(dān)科研項(xiàng)目情況:
1. 北京交通大學(xué):工業(yè)爐流場數(shù)值模擬,2005-2005
2. 紅果園:溶液堆1,2006-2006
3. 北京交通大學(xué):溶液堆1:1熱工試驗(yàn)臺(tái)架堆芯三維流場、溫場模擬分析,2006-2007
4. 北京交通大學(xué):大組件流場分析技術(shù)服務(wù),2006-2007
5. 校科技基金:激光加工融池氣液和固液界面特性數(shù)值研究,2006-2007
6. 紅果園:溶液堆2,2006-2006
7. 科技部“863”:蓄熱式燃燒冷凝型天然氣鍋爐技術(shù),2006-2008
8. 北京交通大學(xué):氣象探測裝置投放數(shù)值模擬,2005-2005
9. 教育部“重點(diǎn)”:蓄熱式冷凝型天然氣鍋爐燃燒與換熱研究,2007-2008
10. 北京交通大學(xué):某冷板部件的機(jī)電熱耦合分析,2006-2006
11. 紅果園:溶液堆3,2007-2007
12. 北京交大創(chuàng)新科技中心:聚烯烴生產(chǎn)技術(shù)及新產(chǎn)品開發(fā)、工業(yè)反應(yīng)器模擬,2007-2007
13. 北京交大創(chuàng)新科技中心:噴流作用下活動(dòng)物運(yùn)行軌跡模擬,2007-2007
14. 國家自然科學(xué)基金“面上”:毛細(xì)管內(nèi)復(fù)雜氣液相變現(xiàn)象及界面?zhèn)鬟f行為的研究,2008-2010
15. 北京交大創(chuàng)新科技中心:大型制氫轉(zhuǎn)化爐CFD仿真設(shè)計(jì)分析,2008-2008
16. 北京交大創(chuàng)新科技中心:電加熱水箱流動(dòng)與傳熱計(jì)算服務(wù)合同,2008-2008
17. 紅果園:CFX程序工程化定制,2008-2009
18. 北京交大創(chuàng)新科技中心:信號(hào)交叉混合交通流的機(jī)非干擾機(jī)理研究,2008-2009
19. 北京交大創(chuàng)新科技中心:SG管板升溫時(shí)間分析服務(wù)合同,2008-2008
20. 北京交大創(chuàng)新科技中心:測試儀器租賃,2008-2008
21. 國家自然科學(xué)基金“面上”:電磁場驅(qū)動(dòng)納米管線旋轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬研究,2009-2011
22. 國際合作:合理用能的診斷方法及在工業(yè)爐窯中的應(yīng)用,2008-2009
23. 北京交大創(chuàng)新科技中心:催化氧化反應(yīng)器進(jìn)口段結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),2008-2009
24. 北京交通大學(xué):工業(yè)爐窯合理用能咨詢,2009-2009
25. 北京交通大學(xué):工業(yè)窯爐合理用能診斷技術(shù)咨詢,2009-2009
26. 北京交通大學(xué):工業(yè)爐窯合理用能咨詢,2009-2009
27. 北京交通大學(xué):加熱爐等爐窯合理用能咨詢,2009-2009
28. 北京交通大學(xué):工業(yè)爐窯合理用能咨詢,2009-2009
29. 北京交大創(chuàng)新科技中心:資料翻譯-合理用能診斷,2009-2009
30. 北京交大創(chuàng)新科技中心:資料翻譯技術(shù)服務(wù)合同,2009-2009
31. 北京交大創(chuàng)新科技中心:環(huán)形通道內(nèi)流動(dòng)沸騰可視化研究,2010-2011
32. 基本科研業(yè)務(wù)費(fèi):質(zhì)子交換膜燃料電池氣體擴(kuò)散層水平衡機(jī)理研究,2009-2012
33. 北京交大創(chuàng)新科技中心:SJ-9B衛(wèi)星0.2N推力器微流道兩相流及出口霧化數(shù)值分析,2010-2010
34. 基本科研業(yè)務(wù)費(fèi):電磁場驅(qū)動(dòng)納米管線旋轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬研究,2011-2013
35. 紅果園(橫):ACP600壓力容器外部兩相流動(dòng)傳熱數(shù)值模擬,2011-2011
36. 北京交大創(chuàng)新科技中心:新型格柵結(jié)構(gòu)模擬優(yōu)化設(shè)計(jì),2010-2011
37. 北京交通大學(xué):創(chuàng)爾沃熱能技術(shù)研究院技術(shù)指導(dǎo),2011-2014
38. 北京交通大學(xué):燃料組件CFD計(jì)算技術(shù)服務(wù),2011-2012
39. 國家自然科學(xué)基金“面上”:微細(xì)通道內(nèi)的流動(dòng)沸騰的氣泡行為特性研究,2012-2014
40. 北京交通大學(xué):微通道流動(dòng)沸騰中氣泡受限行為研究,2012-2013
41. 基本科研業(yè)務(wù)費(fèi):鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)熱機(jī)理及電池組熱管理研究,2012-2013
42. 北京交大創(chuàng)新科技中心:PX格柵結(jié)構(gòu)模擬優(yōu)化設(shè)計(jì),2012-2012
43. 北京交通大學(xué):Ericsson Docomo RRU仿真分析,2012-2012
44. 北京交通大學(xué):CPR反應(yīng)堆三維流場數(shù)值模擬分析,2012-2012
45. 科技部“科技支撐”:高效節(jié)材熱泵系列機(jī)組及高效換熱器,2012-2014
46. 紅果園:蓖齒類結(jié)構(gòu)的工程實(shí)用性流動(dòng)與換熱特性研究,2012-2014
47. 北京交大創(chuàng)新科技中心:重整加熱爐燃燒數(shù)值模擬,2012-2013
48. 紅果園:AP1000安全閥動(dòng)態(tài)特性CFD仿真分析,2012-2013
49. 北京交通大學(xué):烷基化反應(yīng)器分布器CFX數(shù)值模擬 ,2013-2013
50. 國家自然科學(xué)基金“面上”:局部傳遞特性對材料激光加工/處理質(zhì)量影響的機(jī)理分析,2014-2017
51. 紅果園:基于CFD動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)的旁通閥動(dòng)態(tài)特性分析,2013-2014
52. 紅果園省部級(jí)"企事業(yè)":部件表面結(jié)冰三維實(shí)時(shí)成像技術(shù)研究,2013-2015
53. 其它部市:工業(yè)行業(yè)能源審計(jì)報(bào)告編制及審核技術(shù)規(guī)范與非工業(yè)(不含交通)行業(yè)能源審計(jì)報(bào)告編制及審核技術(shù)規(guī)范,2013-2015
54. 北京市自然基金“面上”:純電動(dòng)汽車鋰離子電池充放電過程電熱耦合特性研究,2014-2016
55. 北京交大創(chuàng)新科技中心:用能單位能源審計(jì)技術(shù)咨詢,2014-2014
56. 北京交大創(chuàng)新科技中心:能源審計(jì)報(bào)告技術(shù)咨詢2014-2,2014-2014
57. 北京交大創(chuàng)新科技中心:志誠宏業(yè)能源審計(jì)咨詢,2014-2014
58. 紅果園(橫):反應(yīng)堆大規(guī)模CFD模擬研究 ,2014-2015
59. 紅果園省部級(jí)"企事業(yè)":兩級(jí)旋葉汽水分離器數(shù)值模擬分析 ,2014-2015
60. 北京交通大學(xué):接觸熱組,2014-2014
61. 北京交通大學(xué):CFD分析方法與計(jì)算模型研究調(diào)研 ,2014-2015
62. 紅果園省部級(jí)"企事業(yè)":穩(wěn)壓器電加熱元件沸騰傳熱特性研究,2015-2015
63. 北京交通大學(xué):西藏地區(qū)集中供水點(diǎn)典型設(shè)計(jì)研究,2015-2017
64. 北京交通大學(xué):燃料組件CFD計(jì)算與驗(yàn)證,2015-2016
發(fā)表論文:
1 MIG焊接V型熔池特性的數(shù)理模型建立 彭晶楠; 楊立新 化工學(xué)報(bào) 2016/S1
2 不同寬度窄縫通道過冷沸騰 趙楠; 張旺; 楊立新 化工學(xué)報(bào) 2016/S1
3 2×2棒束通道格架攪混翼橫向流場PIV實(shí)驗(yàn)研究 周夢君; 毛輝輝; 封亞; 楊立新 核動(dòng)力工程 2016/04
4 豎直窄縫過冷沸騰實(shí)驗(yàn)?zāi)P图皵?shù)值模擬 陳畏葓; 楊立新; 張虹 核動(dòng)力工程 2016/01
5 Dynamics of ferromagnetic nanowires in a rotating magnetic field. 楊立新,趙楠,劉冬.Advances in Mechanical Engineering,2015,7(7)
6 Computational fluid dynamics simulation of subcooled flow boiling in vertical rectangular 2-mm narrow channel.楊立新,郭昂,張旺. Advances in Mechanical Engineering,2015,7(7)
7 Fluid resistance characteristics research of nanowire rotation under a magnetic field. 楊立新,趙楠,賈力.Journal of Thermal Science,2015,1(24)
8 Bubble Formations Using Interfacial Granulation Method and Experiments.楊立新,彭晶楠,翟雨佳. Journal of Basic Science and Engineering,2015,增刊(Vol.23)
9 氣泡生長的界面質(zhì)點(diǎn)受力法模型與實(shí)驗(yàn)研究 楊立新; 彭晶楠; 翟雨佳; 陸規(guī) 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào) 2015/S1
10 Ni納米線在旋轉(zhuǎn)磁場下的運(yùn)動(dòng)行為研究 楊立新; 趙楠 工程熱物理學(xué)報(bào) 2015,4(36)
11 CFD evaluation of turbulence model on heat transfer in 5×5 rod bundles. 晁嫣萌; 楊立新; 張玉相; 龐錚錚 原子能科學(xué)技術(shù) 原子能科學(xué)技術(shù),2014,10(48)
12 Full vessel CFD analysis on thermal-hydraulic characteristics of CPR1000 PWR. 晁嫣萌; 楊立新; 張明乾 原子能科學(xué)技術(shù),2014,suppl(48)
13 Experimental investigation of subcooled flow boiling in vertical rectangular narrow. 工 郭昂; 楊立新 工程熱物理學(xué)報(bào) 2014,9(35)
14 nvestigation of flow and heat transfer of subcooled boiling of water in vertical narrow. 郭昂; 楊立新; 陳畏葓 I核動(dòng)力工程,2014,4(35)
15 CFD simulation study on 5×5 multi-span spacer grids of fuel assembly. 晁嫣萌; 楊立新; 龐錚錚; 張玉相 原子能科學(xué)技術(shù) 原子能科學(xué)技術(shù),2014,5(48)
16 Experiment on leakage characteristics in labyrinth seal. Journal of Aerospace Power,優(yōu)先出版 胡東旭; 賈力; 楊立新 航空動(dòng)力學(xué)報(bào),2014,3(29)
17 圓柱形鋰離子動(dòng)力電池放電過程電化學(xué)與傳熱特性研究 徐蒙; 張竹茜; 賈力; 楊立新中國電機(jī)工程學(xué)報(bào) 2013,32(33)
18 Jaluria.Experimental study on single-phase gas flow in microtube. 張?zhí)锾?賈力,李成文,楊立新,Journal of Heat Transfer,2011,11(133)
19 EFFECT OF INITIAL VELOCITY FIELD ON SMOKE DIFFUSION CHARACTERISTIC IN SUBWAY TUNNEL. 楊輝,賈力,楊立新. ASME Heat Transfer Summer Conference,2010,舊金山
20 天然氣高溫空氣燃燒特性數(shù)值研究 李星; 賈力; 張?zhí)锾? 楊立新 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào) 2009/32
21 北京地鐵4號(hào)線隧道火災(zāi)煙氣控制的CFD模擬 楊暉; 賈力; 楊立新 建筑科學(xué) 2009/08
22 CFD在換熱器局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用 趙楠; 楊立新 工程熱物理學(xué)報(bào) 2009/06
23 溶液堆內(nèi)氣-液兩相流流動(dòng)及換熱特性數(shù)值研究 楊立新; 聶華剛; 宋小明; 牛文華 核動(dòng)力工程 2009/03
24 列車運(yùn)動(dòng)對地鐵站臺(tái)空氣溫度分布動(dòng)態(tài)影響的數(shù)值分析 楊暉; 賈力; 楊立新 北京交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2009/01
25 流道面積比與陰極流量對交叉型流道PEMFC性能的影響 楊立新; 王曉東; 李升進(jìn); 張欣欣; 顏維謀 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào) 2008/06
26 活塞風(fēng)對地鐵隧道內(nèi)煙氣擴(kuò)散特性影響的數(shù)值模擬 楊暉; 賈力; 楊立新 中國安全科學(xué)學(xué)報(bào) 2008/11
27 溶液堆臺(tái)架模型熱工水力數(shù)值分析 楊立新; 巴黎明; 聶華剛; 宋小明; 牛文華 核動(dòng)力工程 2008/02
28 地鐵車站內(nèi)流動(dòng)特性的數(shù)值模擬 賈力; 黃鵬; 楊立新 北京交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2008/01
29 Numerical study about entrance effect on internal flow and heat transfer in micro-scale. 張?zhí)锾?賈力,楊立新.1st Asian Symposiumon Computational Heat Tansfer and Fluid Flow,2007,西安
30 gaseous internal flow characteristics in micro-scale with slip. 張?zhí)锾?賈力,楊立新.1st Asian Symposiumon Computational Heat Tansfer and Fluid Flow,2007,西安
31 兩種氣液兩相流模型的應(yīng)用和比較 楊立新; 巴黎明; 李星 工程熱物理學(xué)報(bào) 2007/S2
32 溶液反應(yīng)堆兩相流動(dòng)傳熱數(shù)值模擬 楊立新; 巴黎明; 李星 工業(yè)加熱 2007/03
33 蓄熱換熱的溫度分布與熱飽和時(shí)間的數(shù)值模擬研究 賈力; 毛瑩; 楊立新 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào),2006,2(14)
34 環(huán)形加熱爐管坯二維傳熱數(shù)學(xué)模型采用總括熱吸收率法的探討 陳智杰; 姜澤毅; 張欣欣; 楊小兵; 楊立新 工業(yè)加熱 2006/02
35 Experimental Research of High Temperature Regenerative Heat Transfer.毛瑩,賈力,楊立新. Heat Transfer - Asian Research,2006,5(35)
36 Temperature Distribution and Heat Saturating Time of Regenerative Heat Transfer. 賈力,毛瑩,楊立新.Journal of Thermal Science,2006,2(15)
會(huì)議論文:
1 CPR1000壓水堆本體結(jié)構(gòu)熱工水力特性CFD模擬研究 晁嫣萌; 楊立新; 張明乾 北京核學(xué)會(huì)第十屆(2014年)核應(yīng)用技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì) 中國會(huì)議 2014-11-27
2 天然氣高溫空氣燃燒特性數(shù)值研究 李星; 賈力; 張?zhí)锾? 楊立新 北京機(jī)械工程學(xué)會(huì)2012年優(yōu)秀論文評(píng)選論文集 中國會(huì)議 2012-10-01
3 溶液堆MUSIG氣液兩相流動(dòng)換熱數(shù)值模擬 楊立新; 巴黎明; 李星 第七屆全國工業(yè)爐學(xué)術(shù)年會(huì) 中國會(huì)議 2006-08-13
4 溶液堆MUSIG氣液兩相流動(dòng)換熱數(shù)值模擬 楊立新; 巴黎明; 李星 第七屆全國工業(yè)爐學(xué)術(shù)年會(huì) 中國會(huì)議 2006-08-01
榮譽(yù)獎(jiǎng)勵(lì):
1、北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng),5/10,2011。
2、北京交通大學(xué)優(yōu)秀主講,《工程燃燒學(xué)》,2012。
3、北京交通大學(xué)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)(研究生),2012。
4、北京交通大學(xué)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)(本科生),2012。
楊立新:人生如棋 科研如棋
楊立新,北京交通大學(xué)機(jī)械與電子控制工程學(xué)院副教授。在清華大學(xué)熱能工程系獲工學(xué)碩士和工學(xué)博士學(xué)位,主要從事金屬快速熔凝過程界面特性研究,結(jié)合CFD模擬技術(shù)進(jìn)行激光加工熔化和凝固全過程的數(shù)值模擬研究;2006年在北京交通大學(xué)機(jī)電學(xué)院任教以來,主持了多項(xiàng)國防領(lǐng)域的CFD數(shù)值模擬項(xiàng)目。長期從事傳熱傳質(zhì)、凝結(jié)換熱、微細(xì)通道相變流動(dòng)傳熱和多物理場耦合等方面研究,做了大量的創(chuàng)新工作,近年來在國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)期刊和學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇。
在沒見到楊立新之前,記者就聽聞他是一個(gè)十足的棋迷,是資深的圍棋愛好者。待到見面之后,他本人親自證實(shí)了這一說法。在日常緊張的科研、交流和教學(xué)工作之余,他已經(jīng)極少有屬于自己的業(yè)余時(shí)間了,但是只要有片刻的功夫,楊立新一定會(huì)擺上棋盤找人殺上一盤或者獨(dú)自一個(gè)人打譜,這種在別人眼中又費(fèi)腦子又勞心的事兒,在楊立新看來卻是一種最佳的放松和休息方式。
對此,楊立新解釋,別小看了這黑白之道,里面蘊(yùn)含的哲理卻是深不可測。圍棋的變數(shù)極多,進(jìn)退攻守,取舍得失。不堅(jiān)持到最后一步,決不能放棄希望。人生如棋,科研事業(yè)也是如此,只要不輕言放棄,就會(huì)有翻盤成功的可能。
開局艱辛:步步為營的人生積累
位于北京西直門外高粱橋斜街的北京交通大學(xué)機(jī)電學(xué)院,是楊立新的工作地點(diǎn)。鬧中取靜的辦公樓顯得已經(jīng)有些破舊了,這和想象中那些高大上的科研環(huán)境有些相差甚遠(yuǎn)。然而就是在這里,楊立新先后主持完成了兩個(gè)國家級(jí)自然基金的面上項(xiàng)目以及大大小小的省部級(jí)和北交大的項(xiàng)目幾十項(xiàng),取得了驕人的成績。
深諳圍棋之道的楊立新明白,棋要一步一步下,科研之路要一步一步走,只有步步為營,才能扎實(shí)穩(wěn)定。圍棋中講究“勢”,勢就是為將來獲勝的可能所做的積累。楊立新在年輕的時(shí)候就為自己的科研之路做足了高瞻遠(yuǎn)矚的規(guī)劃。
1991年在南京航天航空大學(xué)動(dòng)力系本科畢業(yè)之后,由于所學(xué)的是飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)熱能工程的領(lǐng)域,所以楊立新被分配到沈陽航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究所,從事發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪相關(guān)的一些設(shè)計(jì)和分析工作。這在別人看來令人艷羨的“鐵飯碗”在楊立新心中卻并沒有得到滿足。一來是對于當(dāng)時(shí)國家發(fā)展航空科技的大環(huán)境的判斷;二來是對自身能力的高標(biāo)準(zhǔn)要求,他毅然決定繼續(xù)深造,并且成功考取了清華大學(xué)工程熱物理專業(yè)的碩士研究生。
凡事,預(yù)則立,不預(yù)則廢。明確的目標(biāo),便會(huì)產(chǎn)生積極的行動(dòng)。楊立新預(yù)計(jì),熱能工程領(lǐng)域必將成為世界范圍內(nèi)十分重要的發(fā)展方向,而在我國,這一領(lǐng)域更是擁有許多努力和發(fā)展的空間,從科學(xué)到技術(shù)再到產(chǎn)業(yè),這雖然是一條崎嶇之路,但是卻跟我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān),蘊(yùn)藏著巨大的生產(chǎn)力。建電站、建電廠、建鍋爐、建電機(jī),這些方面都與熱能工程密不可分,具有極大的需求,必將對我國的國民經(jīng)濟(jì)做出重要貢獻(xiàn)。帶著對熱能工程領(lǐng)域的濃厚興趣和熱情,楊立新投入到新的一輪學(xué)習(xí)過程中去,他廢寢忘食,早出晚歸,大部分時(shí)間都泡在實(shí)驗(yàn)室里。然而在科研高峰的攀登路途上不可能是一馬平川的,不可避免會(huì)遇到各種困難,而克服困難本身就是成為一名優(yōu)秀科學(xué)家的必經(jīng)之路。
“比如CFD模擬仿真手段是很重要的一種工具,但是商用的CFD軟件在20世紀(jì)90年代末才真正進(jìn)入我國,國內(nèi)的研究所和設(shè)計(jì)單位才開始接觸,都處在摸索階段。之前沒有人做過,數(shù)值模擬需要編寫大量的計(jì)算程序,同時(shí)也有許多算法要做。但受當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)條件的限制,往往點(diǎn)擊一個(gè)操作之后,你可以回家去睡一覺,然后再過來進(jìn)行下一個(gè)操作。這種理論上可行,但實(shí)際操作不可行就造成了我們80%的時(shí)間都用在調(diào)試機(jī)器上了,每天進(jìn)展甚微,久而久之,需要調(diào)節(jié)就不僅僅是設(shè)備了,更是自己的心態(tài)。”楊立新笑著向記者介紹當(dāng)時(shí)的困境,這樣的困境在今天聽起來仿佛只是一個(gè)笑話,但在當(dāng)時(shí)卻給楊立新帶去了極大的困擾,“我們只好找來軟件的開發(fā)者來進(jìn)行調(diào)整,好在最終還是把這個(gè)困難解決掉了。CFD楊立新一做就做了10多年,積硅步至千里,如今他被公認(rèn)為領(lǐng)域里領(lǐng)跑人。難怪行業(yè)里流行一句話:“做CFD,去北交大找楊老師!”
楊立新清楚,時(shí)刻保持與國際接軌,科學(xué)研究才能達(dá)到更高的水平。所以在2009年到2010年這一年赴美國休斯敦大學(xué)做訪問學(xué)者是他一段寶貴的經(jīng)歷。此行最大的收獲就是可以有更多機(jī)會(huì)接觸國際前沿的課題和更加完備的實(shí)驗(yàn)設(shè)施,可以面對面地同國外同行交流溝通,參加了一些國際會(huì)議,開拓一下視野,鍛煉一下能力,從而確定下來一個(gè)自己在該領(lǐng)域比較前沿的研究方向,進(jìn)一步結(jié)識(shí)一些這個(gè)方向比較頂級(jí)的專家學(xué)者。
有些時(shí)候,人的潛能是需要在一種特定的環(huán)境中才能激發(fā)出來的,就像棋逢高手,自己也能超水平發(fā)揮。楊立新渴望接受高難度的挑戰(zhàn),但同時(shí)他也能做到冷靜分析局面。在他看來,就熱能工程領(lǐng)域,同國外同行相比,我國的學(xué)科起步確實(shí)比較晚,尤其是在科研經(jīng)費(fèi)和人才培養(yǎng)方面差距較大。但是隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,國家在這方面的投入已經(jīng)有了明顯的提高,尤其是在這個(gè)領(lǐng)域的偏基礎(chǔ)方面的研究大有迎頭趕上之勢,同國際上的差距日漸縮小。但是在本領(lǐng)域的尖端方面,我們的差距非常還很明顯。楊立新認(rèn)為主要體現(xiàn)在有引領(lǐng)性的高水平的論文少以及具有創(chuàng)新性的思想更少!雖然這與前面所說的科研設(shè)備的投入有很大關(guān)系,但是楊立新也一針見血地指出,實(shí)際上是我國嚴(yán)重缺乏學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。對于國外先進(jìn)技術(shù)的學(xué)習(xí)和效仿,采用生搬硬套的“克隆”方法,或通過簡單的“抄襲”途經(jīng)是難以長久的。
楊立新向記者舉例,之前我國大部分的反應(yīng)堆都是從國外引進(jìn)的,但是如果我們要出口給其他國家的話,必須擁有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。這個(gè)自主產(chǎn)權(quán)里面最麻煩的就是燃料組件,它在反應(yīng)堆里面的地位就相當(dāng)于一部汽車?yán)锏陌l(fā)動(dòng)機(jī),受保護(hù)的地方特別多,比如支撐燃料棒的定位格架上小到一個(gè)掛鉤的形式都有專利保護(hù),當(dāng)我們要去改進(jìn)的時(shí)候,就不能只是簡單地去模仿了,而是要有自主設(shè)計(jì)和研發(fā)的能力。這就要求我們要迫切提高自我學(xué)習(xí)能力和自主創(chuàng)新能力,通過學(xué)習(xí)先進(jìn)國家的經(jīng)驗(yàn),對比自身的不足,并有創(chuàng)造性的將所學(xué)運(yùn)用于實(shí)踐中,不斷增強(qiáng)我國的熱能工程領(lǐng)域的硬實(shí)力。
中盤精彩:高瞻遠(yuǎn)矚的學(xué)科探索
如果把科研事業(yè)比作一場棋局,不能只看眼前的一子一地,要有高屋建瓴的全局觀才可能獲得更大的成功。下棋的人總愛講“走一步,看三步”,就是這個(gè)道理。未雨綢繆,高瞻遠(yuǎn)矚是一位優(yōu)秀科研工作者的基本素質(zhì)。楊立新就把目光投向了學(xué)科領(lǐng)域中比較前沿基礎(chǔ)的地方,用他的話講:“我研究的內(nèi)容,可能十年二十年用不上,但是二十年后要用到的東西,我們還是要提前去做一些探索。”
比如航空工業(yè)科技,它的發(fā)展水平體現(xiàn)了一個(gè)國家的綜合國力。而航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為飛機(jī)的“心臟”更被喻為“工業(yè)皇冠上的明珠”,如何實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新,一直是我國航空制造業(yè)迫切解決的難題之一。將航空發(fā)動(dòng)機(jī)提上國家戰(zhàn)略層面是大勢所趨,為此,國家在三個(gè)五年計(jì)劃里持續(xù)開展了航空推進(jìn)技術(shù)驗(yàn)證計(jì)劃,該計(jì)劃是以提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)能力為宗旨,以技術(shù)驗(yàn)證為核心,以打基礎(chǔ)、建體系為主線的一個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)驗(yàn)證計(jì)劃。推進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制從“傳統(tǒng)設(shè)計(jì)”向“預(yù)測設(shè)計(jì)”的轉(zhuǎn)變,為航空發(fā)動(dòng)機(jī)長遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。楊立新在航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的能力和成就,使他也被邀請共同參與到這個(gè)高級(jí)別的項(xiàng)目中來,主要負(fù)責(zé)解決發(fā)動(dòng)機(jī)的防冰問題,包括發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的流動(dòng)傳熱特性以及渦輪葉片的一些氣動(dòng)特性等等方面。這些在當(dāng)時(shí)都屬于關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)研性的重大課題,時(shí)至今日,在楊立新的努力下都已取得了階段性的成績。
在2011年,楊立新完成了自己獨(dú)立主持的第一個(gè)國家自然基金面上項(xiàng)目——電磁場驅(qū)動(dòng)納米管線旋轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬研究。在當(dāng)時(shí),這是一個(gè)非常新的方向,基于硅片的微電子芯片受到加工制造限制,其可以容納的晶體管數(shù)量已經(jīng)趨于極限。采用‘基于納米管線’的納電子學(xué)取代‘基于硅技術(shù)’的微電子學(xué)是突破該極限的有效途徑。新技術(shù)基于流體自適應(yīng)機(jī)制,采用外加電磁場控制納米管線運(yùn)動(dòng),‘由小而大’制造下一代電子芯片,取代常規(guī)‘由大而小’的制造技術(shù)。通過控制納米管線的運(yùn)動(dòng)進(jìn)而控制芯片成型加工的技術(shù)難題成為限制該技術(shù)發(fā)展的主要瓶頸。楊立新在這一課題方向進(jìn)行了探索性試驗(yàn)研究,在外加電磁場驅(qū)動(dòng)下,他和他的團(tuán)隊(duì)觀測到了納米管線的運(yùn)動(dòng),并積累了大量相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和研究經(jīng)驗(yàn)。
除此之外,在微納米尺度效應(yīng)的研究方面,楊立新也進(jìn)行了大量基礎(chǔ)性研究,他發(fā)現(xiàn):雖然納米管線在徑向處于納米尺度,而長度方向尺寸是數(shù)十微米的量級(jí),其在液體里的運(yùn)動(dòng)仍然可以采用基于連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的Navier-Stockes方程并通過加入相關(guān)邊界修正及其他納米尺度效應(yīng)的修正實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)模型描述,因此,該運(yùn)動(dòng)仍可以用基于連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的計(jì)算流體力學(xué)(CFD)數(shù)值模擬手段加以研究。
該項(xiàng)目的特色和創(chuàng)新之處在于楊立新首次將 CFD數(shù)值模擬方法引入納米管線在外加磁場作用下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的研究中,結(jié)合他在前期取得的微納米相關(guān)研究成果,建立復(fù)雜耦合多物理場、多因素作用下的納米管線旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象數(shù)學(xué)模型;將納米尺度效應(yīng)、外加電磁場力、慣性力、粘性力、重力和 Brownian力的作用在數(shù)學(xué)模型中綜合體現(xiàn),并實(shí)現(xiàn)CFD數(shù)值模擬。為電磁場驅(qū)動(dòng)的納米管線運(yùn)動(dòng)在生物、醫(yī)學(xué)、工程MEMS的進(jìn)一步運(yùn)用提供科學(xué)依據(jù),具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
隨著航空航天、微電子、汽車、輕工、醫(yī)療和核工業(yè)等的迅猛發(fā)展,對零件的材料性能要求越來越高,結(jié)構(gòu)形狀越來越復(fù)雜,加工精度和表面完整性要求越來越高,傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法在高技術(shù)制造領(lǐng)域所占的比重正日益減少,以激光為代表的高能束加工等特種加工方法,日益得到廣泛的應(yīng)用。世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家把激光等高能束流加工技術(shù)稱為 “將為材料加工和制備技術(shù)帶來革命性變化”,紛紛投入巨額資金,相繼建立高能束流熱源和加工技術(shù)中心。
楊立新在研究中發(fā)現(xiàn),激光高能量密度、極好的單色性和超短脈沖直接導(dǎo)致極高的局部溫度和溫度梯度,造成物系和過程遠(yuǎn)離平衡態(tài),也必然出現(xiàn)諸多超常的陌生現(xiàn)象,使局部熱平衡等經(jīng)典理論描述出現(xiàn)偏差,甚至失效,這是真正影響激光加工/處理質(zhì)量的內(nèi)在因素。于是他針對激光光源作用下局部區(qū)域產(chǎn)生的微細(xì)傳遞現(xiàn)象和動(dòng)態(tài)演化過程,著重闡明激光光源束能模式、脈沖頻率、波長與被加工處理對象的材料性質(zhì)等相互耦合作用所誘發(fā)的光能轉(zhuǎn)換、內(nèi)部能質(zhì)形態(tài)轉(zhuǎn)換與傳遞基本形式、材料性態(tài)改變等演化規(guī)律和物理機(jī)制,建立相應(yīng)的宏觀性能數(shù)理模型,并通過數(shù)值和實(shí)驗(yàn)手段分析典型激光加工處理過程熔池特性和加熱區(qū)性能演變過程,總結(jié)激光加工工藝控制參數(shù)的影響規(guī)律,為優(yōu)化利用激光加工工藝、提高產(chǎn)品加工質(zhì)量等提供理論依據(jù)。
該在研項(xiàng)目的工作難度很大,尤其對實(shí)驗(yàn)觀察測試基礎(chǔ)條件和測試技術(shù)可行性等都要求很高,而且應(yīng)用光子與物質(zhì)微觀粒子和結(jié)構(gòu)的相互作用理論,求解分析光能轉(zhuǎn)換和材料內(nèi)部能量形態(tài)轉(zhuǎn)換與傳遞、材料性態(tài)轉(zhuǎn)變,以及它們之間相互耦合等基本特性規(guī)律,也是對于研究的一個(gè)極大考驗(yàn)。但是楊立新其實(shí)在清華大學(xué)相變與界面?zhèn)鬟f現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)室攻讀碩士博士期間,就開始從事激光加工過程熔池特性的數(shù)值分析和實(shí)驗(yàn)等基礎(chǔ)性研究工作,對其中的許多重要方面都有很深的考慮,這個(gè)項(xiàng)目也正是基于學(xué)位論文研究和后來實(shí)際工作中的進(jìn)一步思考而提出的研究課題,具有延續(xù)和拓展性,這一研究學(xué)術(shù)思路新穎,是目前同類研究中比較前沿的內(nèi)容,以楊立新在CFD和多物理場數(shù)值模領(lǐng)域近15年的研究工作積累和對研究現(xiàn)狀的了解,很有可能取得創(chuàng)新性基礎(chǔ)研究成果。
收官完美:知己知彼的產(chǎn)學(xué)研合作
在國內(nèi)高校與企業(yè)的產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合方面,楊立新是公認(rèn)的典型代表人物。他無時(shí)無刻不在思索著兩個(gè)問題:一個(gè)是解決熱能工程中的原創(chuàng)性科學(xué)問題;另一個(gè)則是熱能領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化問題,要確確實(shí)實(shí)為企業(yè)解決一些難題,創(chuàng)造更大的價(jià)值。
在楊立新看來,目前國內(nèi)有太多的科研成果躺在實(shí)驗(yàn)室的報(bào)告里面,高校科研同企業(yè)的工程嚴(yán)重脫節(jié)。高校只培養(yǎng)人才,產(chǎn)生思想,然后成果卻很難轉(zhuǎn)化成為市場生產(chǎn)力,兩者之間總還相差著最后一公里,而楊立新立志于將這最后一公里的距離打通。
擁有過研究所工作和高校科研的雙重經(jīng)歷是楊立新的一個(gè)優(yōu)勢,他提出要換位思考,你得知道企業(yè)的難處在哪?去主動(dòng)結(jié)合企業(yè)的需求,做到知己知彼,量體裁衣。了解企業(yè)需要什么,我們能夠提供什么,結(jié)合高校的研究方向和企業(yè)的需要,然后去做,深入之后,效果才會(huì)更明顯,而不是一味地只是為了發(fā)表論文而去做一些研究。
楊立新認(rèn)為另一個(gè)關(guān)鍵在于做事的持續(xù)性。無論是科研本身還是與企業(yè)的合作,熱能工程的研究沒有捷徑可走,來不得半點(diǎn)虛假和自欺欺人,任何憑“僥幸”心理試圖一舉成功的做法都是不可能的。科學(xué)前沿的重要問題往往都是世界性難題,既要靠智力,也要靠專注和毅力。“為什么我們總要提‘兩彈一星’的精神?因?yàn)橥龅阶詈鬀Q定成敗的不是技術(shù)問題,而是你這個(gè)人搞科研的一種態(tài)度的反饋!”楊立新斬釘截鐵地說。
楊立新會(huì)把他的這一觀點(diǎn)在日常的教學(xué)中灌輸給他的學(xué)生們,在他眼中,他的學(xué)生們都是非常優(yōu)秀的,只不過還需要時(shí)間的積累和修為。他認(rèn)為,“搞科研要坐十年冷板凳”這句警言永遠(yuǎn)不過時(shí)。科研像跑馬拉松,而不是百米競賽,智力的差別并不大,關(guān)鍵在于你能堅(jiān)持一年還是十年還是一輩子?至于名氣、榮譽(yù)、獲獎(jiǎng)這些事,統(tǒng)統(tǒng)沒有放在楊立新的心里,于他而言,他的科研生涯就像一盤漫長的對弈,他用一生去完成這一棋局,對手不是別人,是自己,戰(zhàn)勝自己往往比戰(zhàn)勝別人更重要。而他享受的,正是這個(gè)過程中的樂趣,而不僅僅在于結(jié)果本身。
來源:科學(xué)中國人 2016年第10期