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楊天鵬:穩步前行,努力成長

作者: 訪問量:1794發布時間:2020-08-29

【人物介紹】

楊天鵬 南京航空航天大學航空學院2017級博士研究生。學習成績優異,學術成果顯著。在國外期刊已發表學術論文2篇,申請專利4項、軟件著作權6項。獲得空天杯全國先進飛行器創新大賽三等獎和羅麥杯中國研究生未來飛行器創新大賽優秀獎。主持校研究生創新基地開放基金1項,江蘇省研究生科研創新計劃1項,參與“國家數值風洞”項目2項、“共用基礎項目”1項及相關型號設計單位項目多項。

穩步前行,努力成長

著名思想家教育家荀子在《勸學篇》中曾這樣論述學習:“不積跬步無以至千里?!痹趯W習上沒有“一夜暴富”,只有一點一滴的積累才能穩步前進。南京航空航天大學航空學院2017級博士研究生楊天鵬就是這樣一個穩步前行,努力成長的研究生。

邁入科研

在南京航空航天大學航空學院王江峰教授的課題組中,楊天鵬選擇了計算流體力學專業中的高超聲速復雜化學反應課題,走入了科研的道路。流體力學本身就比較復雜,所要研究的內容有著非常豐富的流動現象,要求研究者能夠深入了解其物理本質,并且使用數學工具對其進行建模。對于計算流體力學,更進一步地要求研究者能夠獨立編寫大型計算流體力學程序,掌握常用的數值方法。同時,依據楊天鵬所選的課題,還要求其掌握燃燒學、分子動力學等相關內容。這個研究領域對他來說仿佛是開啟了一扇新世界的大門。與同門師兄們相比,楊天鵬認識到自己在專業基礎知識和獨立進行科研的能力等方面都有著不小的差距。為了能夠跟上課題組的研究進展,早日入門進行更深入的研究,他只能比別人更加努力地去學習新的知識。面對眾多需要掌握的專業基礎知識,在正常的課堂學習之外,他還看了許多與課題相關的文獻,在學校圖書館中借閱幾十本實體書、電子書。在空余時間堅持在圖書館和教研室自習,有問題及時請教課題組的師兄們。經過一年的努力,他終于在碩士生階段對自己要研究的課題有了深入的了解,有了一些初步的科研思路。

計算流體力學歸根到底是一門實踐的學科。由于其模型和理論復雜且互相關聯、非線性強,在理論知識學習之外,不經過充分的實踐難以發現其中的問題,了解其精髓。在楊天鵬的不斷努力下,他編寫了自己的用于求解高超聲速粘性化學反應流動的數值模擬程序。在經過對程序的驗證與確認后,他將其用于在飛行器設計學科競賽中。他和團隊成員們通過總體設計高超聲速飛行器的性能、氣動外形、內部結構等,并使用數值模擬方法給出了所設計飛行器的氣動力特性、氣動熱特性等。以此獲得了第一屆“空天杯”全國先進飛行器創新大賽三等獎,“羅麥杯”第二屆中國研究生未來飛行器創新大賽優秀獎。申請并主持了南京航空航天大學研究生創新基地(實驗室)開放基金項目。

“對我來說,科研就像計算流體力學中求解非定常問題一樣。你需要在每個時間階段都得到收斂的解,并且穩定地將時間向前推進。過大的時間步長或跳過某些時間步都會使得后續的計算出現問題,甚至需要重新進行計算?!睏钐禊i是這樣描述自己的學習過程的。不斷的積累和進步為楊天鵬奠定了堅實的基礎,并取得了一系列成果。他在2016年以優異的成績和突出的科研成果獲得了南京航空航天大學研究生碩博連讀的資格。

挫折成長

對楊天鵬來說科研的道路并不總是一帆風順的,在論文發表上他也經歷過多次拒稿?!拔矣浀米羁斓囊淮问蔷庉嬍盏街髢商炀桶盐业恼撐木芰?,當時感覺還是挺失望的?!痹诒痪芨搴?,他按照編輯給出的意見重新調整了學術論文的結構,潤色了英文論文的語言,在反復修改和檢查之后又重新投了其他期刊,最后論文在一審修改后順利地被錄用了。

在選擇研究方向時,楊天鵬也走過彎路。在一開始他選定的方向是采用直接模擬蒙特卡洛方法來數值模擬稀薄流體的化學反應現象。但在不斷深入的調研之后,他發現這個方向并不是很適合自己。直接模擬蒙特卡洛方法已經是一種比較成熟的方法,其中的各種數學模型也都經過了前人不斷的修改。在當時,用于連續流和稀薄流統一求解的玻爾茲曼方法正在不斷發展并進入工程應用,逐漸成為學術研究的主流。和導師討論并再三考慮之后,他決定放棄稀薄流領域,轉而主攻連續流的復雜化學反應方向?!霸跊Q定更換研究方向時,我把求解稀薄流的基礎程序都已經寫好了,但是不適合還是要及時改。雖然更換了研究方向,但是直接模擬蒙特卡洛方法中使用的多種數學模型在后續研究中涉及到的離散液滴燃燒模擬和格子玻爾茲曼模型研究中都給了我很大的啟發?!彼麑ψ约呵捌诘墓ぷ魇沁@么看待的,“前期的一些彎路對我來說并不是白費功夫,它更多的也是我科研積累的一部分?!?/p>

“對我來說,科研之路上出現的問題就像在進行計算時流場發散了。這并不可怕,反而應該慶幸自己及時發現了問題。因為它能夠幫你檢驗出你的程序是否出錯,你的設置是不是有問題?!睏钐禊i是這樣描述自己的科研經歷的,“把出現的問題記錄下來,吸取經驗,下一次一定能做的更好?!?/p>

傳承進取

在王江峰教授的課題組中,一直延續著勤奮學習,勇于創新的良好氛圍。在本科階段楊天鵬就曾參加“航天創意杯”新概念飛行器創新大賽并獲得優秀獎。課題組一直都有積極參加各種學科競賽的傳統,在課題組的氛圍影響下他保持了對學科競賽的濃厚興趣,并努力提升自己的專業技能使得自己的成果更加專業。最開始參加飛行器設計比賽時楊天鵬只是按照飛行器設計的一些基本原理進行設計,很多細節考慮的也不是很周到。在師兄們組成的團隊帶領下參加了“611杯”未來飛行器設計大賽并獲得二等獎。在掌握了課題組豐厚的經驗積累之后,楊天鵬連續兩年在課題組中牽頭參加了飛行器設計比賽,和師兄弟們一起體會成功設計出自己的飛行器的快樂。

除了學科競賽之外,王江峰教授的課題組在發明專利申請、軟件著作權登記等方面也有著良好傳統。楊天鵬利用自己前期的一些成果,與課題組同學一起合作申請了4項發明專利,6項軟件著作權。把自己的研究實實在在地轉化為科研成果。另外,楊天鵬也同課題組師兄一樣,申請并獲得了江蘇省研究生科研創新計劃項目的資助?!罢n題組的同學們每個人都有我要學習的地方,比如待人接物的能力,專心科研的精神,勇于拼搏積極進取的行動?!闭n題組的師兄們已經連續兩年拿到博士研究生的國家獎學金,其他的比如工信部的創業和創新獎學金也拿到了不少。楊天鵬是這么看待自己課題組的榮譽的,“有成果才會有獎項,各種榮譽只是我們課題組的表面,科研上的勤奮學習勇于創新才是我們課題組傳承的核心?!?/p>

對王江峰教授的課題組來說,做研究并不是科研的全部。在參與“國家數值風洞”項目、“共用基礎項目”及相關型號設計單位項目多項的過程中,能夠體會到兩者的差異。作為工程單位,其關心的往往更多的是實際問題,而高校則要求學術創新。如何將兩者結合起來,使得自己的成果不僅僅具有學術價值,還具有高度的工程價值,讓自己的研究成果能夠真正地落到實處是楊天鵬經常去思考的一個問題。同時,工程單位往往要求高校能夠給出某個問題的系統解決方案,這就要求楊天鵬更加主動的去探索學習與自己科研相關的方方面面。高效的數據處理方法、數據修正技巧、風洞實驗、技術報告的撰寫等等,科研項目的高要求使得楊天鵬的綜合能力不斷地得到錘煉。

在這種氛圍下,楊天鵬傳承課題組勇于創新的精神,發表了1篇SCI論文,獲得了南京航空航天大學第五屆創新獎和風雷獎?!皩ξ襾碚f,我所在的課題組就像一群V字型排列飛行的大雁,導師在前方把握著飛行的方向,后面的我們能夠借助導師和師兄們產生的翼尖渦,在飛行時能夠借助上洗氣流產生更大的升力,讓我們在科研上可以飛行地更加輕松?!睏钐禊i是這樣評價自己所在的課題組的,“我要感謝老師和師兄們在課題組中形成的良好傳統,這對我來說收益匪淺?!?/p>

國外求學

楊天鵬還十分注重對自己的國際化培養。在2018年,他依靠南京航空航天大學的博士生國際學術交流基金前往日本參加國際學術會議。對楊天鵬來說,通過參加國際學術會議來鍛煉自己的英語表達能力和了解當下的研究發展趨勢是一個方面,另一個重要的方面是體驗當地的文化氛圍?!皩ξ叶?,體會最大的是在國外的網絡上能看到不少關于中國問題的內容,其中不乏夸張甚至偽造事實。其實國外也都不同程度上有好有壞,國外的月亮也不圓?!睏钐禊i這樣認為,“不出國體會不到國家的強大有多重要,出國是最好的愛國教育,不出國不知道自己有多愛國。我更加堅定了自己畢業后尋求機會航空報國的理想?!?/p>

2018年,楊天鵬聯系了在新加坡國立大學的知名教授舒昌,通過國家留學基金委的國家建設高水平大學公派研究生項目前往新加坡進行聯合培養博士生學習。在遠離導師的情況下,國外的學習環境相比于國內更加寬松,更加要求研究生在面對國外的新鮮環境下,能夠嚴格的要求和控制自己,珍惜國外的環境與學習資源,全身心投入學習和科研工作中。由于只申請了半年的公派留學,楊天鵬對自己的時間管理的很嚴格,每天按照學校的工作時間進入安排的辦公室學習,晚上下班后也在空蕩蕩的辦公室繼續進行自己的研究學習?!霸诠ぷ鲿r間之外辦公室的人就基本上走完了,這就需要我們自己去堅持自習?!睏钐禊i這樣描述自己的國外的研究生活,“國外導師安排的是每兩周做一次工作匯報,但具體的進度還要看每個人自己。自己的進度能夠快一點就能在國外多學習一點,自己的科研水平和能力就能再提高一點?!?/p>

由于在國外做的是新方向的拓展,國內外導師和師兄們也只能給一個大致的研究方向。在研究中出現了問題后,經過國內外導師和師兄的討論還是要自己解決問題。在堅持不懈的努力下,楊天鵬就利用國外導師課題組的工作發展了基于連續和格子玻爾茲曼的化學反應流通量求解器。隨后在國內外導師的指導下對原有的計算模型加以改進,并將研究成果形成2篇學術論文并投稿至SCI期刊?!拔姨貏e感謝國內外導師給予我的這次出國留學經歷,感謝師兄們的幫助。出國的這次經歷對我來說就像在滑翔機上裝了個螺旋槳,使我在科研的道路上更好的前進?!?/p>

業余生活

在繁忙的學習和科研之余,楊天鵬也會通過娛樂豐富自己的生活?!拔以诳蒲兄庾畲蟮膼酆镁褪峭骐娔X游戲?!睏钐禊i表示,“當初在選專業的時候,選擇計算流體力學的很大一部分原因是因為它和計算機相關,在追逐航空報國理想的同時也可以將其與自己的愛好關聯起來?!痹谄綍r他也經常與同學聯機游戲進行娛樂,通過游戲來交流,聯絡朋友之間的感情。對于一些喜聞樂見的合作游戲,楊天鵬總會邀請同學們一起游玩。

楊天鵬的游戲生活并不是單一的?!霸谕嬗螒虻倪^程中,有時也會在BiliBili上面發布游戲的攻略視頻。有時候遇到單機游戲太難玩不過去的時候,也會使用軟件或編程對游戲進行一定程度的破解,這需要自學很多軟硬件的相關知識?!睂τ诜N類繁多的游戲,楊天鵬表示現在自己最喜歡劇情類和開放世界類的游戲。一個人的人生只有一次,而在游戲中可以體會到不同的人生,從不同的角度體驗同一段故事。在游戲中可以探索歷史中的、未來的、全新的世界。對他來說,游戲中的世界是和計算流體力學相似的,“數值模擬就像是虛擬現實一樣,有一種創造世界的感覺?!?/p>

穩步前行,努力成長。楊天鵬表示,“在科研的道路上我還需要不斷努力,做出更多更好的博士學位工作?!睏钐禊i如此描述自己想要的未來,“我希望在畢業后能夠不負所學,找到一份能夠發揮我專業特長的工作,牢記自己航空報國的理想,牢記我們黨肩負的實現中華民族偉大復興的歷史使命,為實現中華民族偉大復興的中國夢貢獻自己的一份力量?!?/p>

導師寄語:

楊天鵬同學自入學以來表現突出,其科研嚴謹、踏實細致的科研精神給我留下了深刻的印象??蒲械牡缆飞蠜]有捷徑,有坎坷,有彎曲,有漫漫長路,但在行走的過程中一定會領略到多彩的風光。希望他能夠堅持努力,破除萬難,在科研之路上無畏前行永不止步。長風破浪會有時,直掛云帆濟滄海,我期待他最終成為國家的棟梁之才。

——南京航空航天大學航空學院教授、博士生導師  王江峰


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