我的化工系博士

我的化工系博士

一个人一生中有几个时刻是受到命运之神的照顾的。眼下,对华东理工大学轩福贞教授来说,正是处于这样的时刻。几天前,他作为第一完成人的大型汽轮机关键部件全寿命分析与设计关键技术——一项历时10年完成的课题获得2010年度上海科技进步一等奖。此前,他还获得了中国石油和化学工业联合会颁发的科技进步一等奖;而一年多前,刚到不惑之年的他被学校任命为机械与动力工程学院院长。这些都是好事,但好事多也意味着当事人会更忙。尽管很忙,但当他听说是我要约他做启明星采访,还是很爽快地答应了。见面时他对我说他看过我写的一些启明星采访文章,认为写得还比较科普并且比较客观,加上作为受惠于启明星计划的一位年轻科技工作者,他对这一人才培养计划心存感激,这些是他愿意和我交流的原因。大科研目标:博士本科的科研实践从成长经历和履历上看,70后的轩福贞跟许多同龄的优秀新上海人无太大差别:出生于孔孟之乡的他凭着优异学习成绩考进山东工业大学,本科毕业后保送攻读研究生,硕士毕业后留校在化工系任教,两年后如愿进入华东理工大学的化工工程机械专业攻读博士学位。说起专业,轩福贞本科时念的是化工机械,硕士时则从事固体力学专业研究,博士又回到了情有独钟的化工机械。正是这样一种对工程和工业有一定了解,同时又有理科基础的跨专业经历,为他今后在学术上的发展奠定了坚实基础。博士毕业后,轩福贞在企业发展、政府部门还是留校工作的抉择中选择了后者。采访交流中,轩福贞告诉我,他把科学研究和教书育人作为毕生事业的追求始于博士毕业后的日子,尤其是真正对做科研产生感觉,则源于博士毕业后的艰苦努力。“当时做科研成了生活中的唯一要事,周末假期很少休息,感到浑身有使不完的劲,印象最深的是那些年有几次的春节都是在实验室里度过。打理家务和照顾小孩都是太太一人默默承担,每天晚上12点后回到家里,既有工作中取得阶段成果的愉悦,但更多是对太太和孩子的愧疚”。上海市自然科学基金是轩福贞博士毕业一年后独立负责的第一个科研项目,其后,他又相继获得了上海市科技启明星计划、国家自然科学基金青年基金、教育部霍英东青年教师基金等一系列人才计划和科研课题资助。更值得强调的是,这期间他开始了与上海汽轮机厂的合作研究,围绕超超临界汽轮机——这一被誉为“制造业皇冠上明珠”的重大装备国产化瓶颈技术,开展了寿命分析和设计方法难题攻关,启动了华理工和上海汽轮机厂延续至今的产学研合作历程,也成为其学术研究从石油化工跨入电力装备的触发剂。谈及这段经历,轩福贞感慨地说,这不仅是其科研事业的启动与转型期,而且提升了对科学与技术的品味和鉴赏力。笔者认为,这或许可以作为天道酬勤的又一个案例。长期民法之行业,是导致“制造业”的“寿命分析”问题“汽轮机关键部件的寿命设计这个项目从立项程序上先是企业提出,但最初形成合作意向则源于我们的聊天”。目前国内的先进汽轮机技术,如百万千瓦级超超临界汽轮机组和核电设备等均是由日本三菱、东芝和德国西门子等国外公司引进,这些产品的核心技术如寿命设计与考核不属于转让范畴。这不仅限制了产品的国产化进程,而且也长期困扰了企业技术人员:高参数新型汽轮机关键部件寿命设计的依据是什么?长期使用和服役工况改变会对寿命产生如何影响?在设计中又该如何控制?一次偶然机会,轩福贞等人了解到企业技术人员挂念的这些问题,正是博士期间他跟着导师和课题组承接和参与过的课题涉及的方向,于是说服企业开始了这一难题的合作。轩福贞当时不可能想到,他和汽轮机厂技术员们一次偶然聊天所确定下来的研究方向——大型汽轮机关键部件的寿命分析技术——实际上是触及到了现代制造业中的共性难题,是被誉为“制造业皇冠上的明珠”超超临界汽轮机国产化的关键技术之一。采访中,轩福贞给我介绍的这方面信息让我长了见识:目前国内正在开发的世界上最大核电汽轮机焊接转子,是汽轮机设备里最难也最值钱的部分,要保证其顺利运转,寿命和工艺可靠性的核校技术居于核心地位。比如标明其设计寿命30年,寿命分析的核心内容就是弄清楚怎么来控制寿命,它何时会到达临界点?这其中不仅仅涉及到多种新工艺,而且需要考虑新材料等诸多因素。这些年来,轩福贞教授及其团队的研究方向,经历了从化工设备的安全评价、失效分析到先进能源装备的寿命分析和安全控制。去年,轩福贞教授获得的启明星(跟踪)计划支持项目,就涉及了核电压力容器的安全评价与检测技术。谈及这些,轩福贞教授自信地说,压力容器技术研究是我们专业的本行,与民用设备相比,核电压力容器的安全性要求更高,尤其是需要考虑辐射的影响,通过进一步修正和补充,我们目前提出的全寿命分析技术完全可移植于核电设备。这次日本福岛核电厂的泄漏事故,不幸中的万幸是压力容器经受住了考验,如果这个设备一出事情,就真正的不可收拾了。“先进的寿命设计技术应该体现在,讲60年寿命就应该是60年,这对设备的制造技术要求极高,需要从设计、制造和运行维护等全寿命过程来保证”。(有关设备全寿命设计技术的相关介绍请见本期轩福贞撰写的综述“机械结构的全寿命预测与安全保障”。)对社会科学发展的展望近年来,华东理工大学在解决工程技术问题和基础理论研究方面均取得了令人瞩目的成果,这也可从2010年度上海市49项科学技术一等奖中,华理占据七分之一席位可见一斑。轩福贞教授这些年的工作业绩,也体现了华东理工大学的这一特色。他的研究不仅获得国家自然科学基金和上海市自然科学基金重点项目资助,而且承担了863计划、国家科技支撑计划、启明星计划和一大批企业研究课题。从副教授到破格博士生导师和教授,轩福贞把这些一律归结为“运气好”。如果要总结这几年的发展有哪些诀窍,轩福贞说,这应该受益于在“从工程项目中提炼出科学问题”方面做的比较好。“比如压力容器的安全评价,其本身是一个工程技术问题,我们团队搞了一个针对压力容器的失效评定图,这是一个工具方法,用于解决工程实际问题。进一步,科学上的要素就是对压力容器不同破坏模式和机理认识,利用力学的、材料的等多学科交叉的方法,获取其破坏过程和原理的系统知识,提出根本解决安全问题的方案。”轩福贞坦言,要真正从工程中提炼出科学问题其实是很不容易的,“研究选题需要关注‘顶天立地’,但应用基础研究则是位于‘天’、‘地’之间,我们也是在朝这个方向努力,这是困扰大家的难点之一”。科研目标导向在跟轩福贞教授交流的过程中,我觉得他对科研评价、学生培养等当下的热门话题都有不俗的见解,比如尽管他所在的机械与动力工程学院这10年来科研经费翻了10倍。但他清醒地认识到高校教师的第一要务还是学生培养,科研也要为这一目标服务,“做科研仅仅是高校教师的职责之一,更重要的通过高水平科学研究带出一批好学生。大学做研究需要从对学生的培养出发,让学生能顶天立地,顶天就是指理论上的建树,立地是扎根实际,解决工程问题,形成创新的思维和能力。”对于当前热议的SCI论文考核标准问题,轩福贞教授认为,论文发表是科研成果体现的重要途径