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任晓栋:坚持科研 提升内燃高效驱动力

来源:    时间:2021-02-23    

  牛顿,选择追寻苹果落地的根源,发现了万有引力定律;袁隆平,选择在土地上搞科研,解决了世界的温饱问题。正是因为他们认清了自己的方向,做出了恰当的选择,才谱写了一段属于自己的人生华美乐章。也有这样一位“学术新星”,因个人兴趣而选择燃气轮机作为研究对象,实现了如今在学术上的成绩。他就是来自清华大学能源与动力工程系的副研究员任晓栋。

  因为热爱,无所畏惧

  2004年,学习成绩优异的任晓栋考入清华大学能源与动力工程系,开启了他与清华园的不解之缘。“年少时候,考入清华是当时至高的荣誉,当我第一次走进清华校园时,就被清华浓厚的历史氛围和文化底蕴所深深吸引。”任晓栋回忆。之后,他带着这份热爱和兴趣,开始了求学之旅,2004—2013年,学士再到博士(直博),9年的学习和科研时间都是在清华园中度过的。3000多个日日夜夜,过着实验室与宿舍两点一线的生活,练就的是任晓栋毫不畏惧的性格。“经历的多了,其实也就没什么好怕的了。只有让自己变得强大,才不会畏惧任何困难。”任晓栋说道。正是这样的信念,让他在科研上勇往直前。在香港科技大学深造完后,2016年他重回养育了他多年的母校,用自己的行动来回馈母校。

  随着我国经济的快速发展,能源消耗与污染物排放的压力日益凸显,节能减排已成为建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。航空发动机及燃气轮机作为军民航空和工业过程的核心动力装备,是实现能源结构调整、保障能源清洁利用与高效转换、能源安全的尖端动力装备,在我国节能减排中具有重要的地位。任晓栋自2015年开始,在国家自然科学金、“两机”国家重大专项和装备预研基金等项目支持下,围绕高效低碳燃气轮机部件及相关先进热力系统的节能增效这一科学问题,凝练了“燃气轮机内部流动机理及数值仿真算法”“先进热力系统及部件匹配机理”两个学术研究方向,从底层数值算法开发、内流机理认知和系统部件匹配3方面开展研究。第一方面,任晓栋发展了基于气体动理学理论的时空高精度间断有限元方法,基于气体动力学理论的时空高精度间断有限元方法属于基础研究,旨在提高数值算法对燃气轮机关键部件压气机内部复杂流动细节的保真性和准确性,为压气机内部流动机理研究和优化设计提供自主、高可靠性的基础数值工具。第二方面,他明确了壁面非绝热效应对叶轮机械内流边界层和激波的影响机理,提出了基于壁面非绝热效应的压气机流动控制方法,基于壁面非绝热效应对叶轮机械内流边界层和激波的影响机理认知,旨在为燃气轮机压气机性能提升提供一种有效途径。第三方面,他建立了考虑真实气体效应的叶轮机械一维气动模型及基于该模型的系统-部件协同优化设计方法,并将其应用于先进热力系统优化设计,旨在提出一种系统-部件协同优化设计的新方法,突破传统先系统后部件的分层递进优化设计思路,拓宽性能提升空间。

  翩翩飞舞的蝴蝶,好似布满天幕的星辰,将生活点缀得无比灿烂。绚丽华美的外衣,轻盈美妙的舞姿为百媚千娇增添了一道靓丽的风景。殊不知,蝶儿华丽的外表下隐藏的是鲜为人知的艰辛。“快”是任晓栋给人们留下的第一印象,在这种快节奏、高强度的研究生涯中,也给了他不一样的风采,在他的面前好似有什么东西,紧走两步便触手可及;在他的背后又好似有什么东西在推动着他。正是这种“快”,让他在新的领域中追上前人步伐,并不断攀登新的高度。

  星火相传,任重道远

  任晓栋围绕“坚定理想信念、厚植爱国主义情怀、加强品德修养、增长知识见识、培养奋斗精神、增强综合素质”育人目标,将立德树人融入本科生课程教学、研究生指导、教学改革、本科生导师制落实等方面。在本科生课程教学中,他始终贯彻“价值塑造、能力培养、知识传授”三位一体的育人理念。在阐述航空发动机及燃气轮机发展史时,任晓栋引导学生认识到课程讲解内容在能源、国防和国家安全领域中的重要性;通过对比国内外本领域的技术现状,引导学生清醒认识到我国在该领域部分关键技术受制于人,激发学生从事本领域科研工作、为我国迎头赶上国际燃气轮机科技发展步伐贡献自己一份力量的信念;在知识点讲解中,重点引导学生掌握问题导向型学习方法,淡化习题导向型学习方法,为后续专业科研工作的开展打下良好基础,增强学生综合素质。在研究生培养中,他比较注重引导研究生毕业后从事本领域科研工作,培养研究生爱国奉献、追求卓越的精神,在研究生课题开展中,注重引导,而非填鸭式或任务式指导,鼓励研究生大胆猜想、小心求证,培养研究生独立思考和解决问题的能力。在科研之余,关注研究生生活和学习,确保研究生保持阳光健康的心理状态。他还参与了学校的本科生教学改革,调研国外多所知名院校教学体系,确认了通过虚拟仿真技术把工业设备运转过程的来龙去脉展示给学生,增强学生的学习兴趣和知识点的认知。建立与学生之间的桥梁后,开展研讨会,为学生答疑解惑。

  任晓栋说:“接下来,我将积极开展燃气轮机领域前沿探索性研究,逐步突破关键基础科学问题认知,积累关键设计技术,发表原创性高水平科技论文,协助本学科赶超国际先进水平。同时,积极参与燃气轮机关键技术团队建设,依托该岗位加快团队中青年领军人才的成长,强化该人才培养方向的师资力量和学术研究梯队的综合实力,促进学校该学科良性发展和燃气轮机产业的快速发展,推动成果转化。”大学之大,在于其人才的厚重。人生要活得有意义,需慎重而道远,科研要星火相传。

撰稿:徐飞

本文刊发于《中国高新科技》杂志2020年第21期

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