因热爱而科研 因理念而卓越
作者:吴秀青 高大力 王凡华 来源: 日期时间:2016-7-12 14:17:55

“在人类文明尝试挣脱地球引力,飞向广袤宇宙深空的伟大年代里,减轻结构重量,提高结构性能,成为飞行器结构设计永恒的主题和不朽的信仰。”——这也是西北工业大学张卫红教授团队朝斯夕斯、念兹在兹的追求。

对于科研工作者来说,最高的梦想无疑是在面向国家重大战略需求的科研难题上取得突破,获得重大成果。作为热爱科研工作的学者,张卫红领衔的《机械结构系统的整体式构型设计理论与方法研究》,在回国创业十几年后修成正果,有力支撑了新一代运载火箭、新型战机等国家重点型号的研究工作,最终获得国家自然科学二等奖,让梦想照进了现实,使生命的长河因梦想而愈发美丽。

201618日,项目首完成人张卫红出席2015年度国家科学技术奖颁奖典礼,受到党和国家领导人的亲切接见。“这次获奖,只是国家对我们这个年轻团队十多年工作的检验和认可。”获奖归来的张卫红,兴奋之余平静地说,“在科研中,我们收获了荣誉,更收获了快乐。”是的,用自己的科研成果为国服务、打造“重器”,还有什么比这更令科研工作者快慰的呢?!

“因热爱而科研、因理念而卓越”的张卫红团队,究竟是一个什么样的团队?这个快速成长的年轻团队又给大家带来怎样的启示呢?

从零开始:打造一个高度国际化的开放团队

走进张卫红团队,笔者发现,这是一个充满朝气与活力、激情快乐享受科研的团队。“从零开始”“一手打造”“年轻精悍”“跨学院”“师生零距离”,是其团队的特色,而“高度国际化”“高度开放”则是其团队快速成长的深层动因。

1999年,张卫红放弃国外知名高校的永久职位,听从导师、中国航空宇航制造工程学科奠基人杨彭基教授的召唤,携全家从海外归国加盟母校西北工业大学。时年35岁的张卫红,风华正茂,在西工大机电学院开展结构轻量化设计与切削加工中的力学问题计算理论与方法研究,并从零开始,在这里培养学生,组建自己的团队,开拓新的事业。

在张卫红领衔的《机械结构系统的整体式构型设计理论与方法研究》项目中,五位完成人,“80后”就占了三位。其中,机电学院教授朱继宏1981年出生,机电学院副教授高彤1980年出生,机电学院副教授许英杰1984年出生。“60后”的王栋教授则来自西工大的航空学院。——非常有意思的是,他们都是张卫红一手培养的学生。五位成员都有国外学习或工作的经历,是对科研的热爱和共同的理念把他们凝聚到一起。

张卫红团队一直处在高度开放的状态。张卫红将自己的优秀研究生大多推荐到国外深造或做博士后研究。“我总是鼓励学生走出去,换个理念再回来。”他说,“开放便于吸纳不同的科学理念和科学精神,保持研究的先进性。”当然,也不是谁想回来都能回来的。“希望回来的人很快就能独立战斗,班长要当连长用。”

培养青年教师与培养学生双管齐下。作为一个团队的带头人,张卫红希望团队能给每一位青年教师一个更好的发展空间和发展平台。他创造机会,让青年教师出国深造、做访问学者、参加大型国际会议、发表高水平论文等,就是想办法把他们推到国际前沿去,就是助推他们获得一个“初始速度”。

青年教师的办公室都是和研究生们在一起的——“师生零距离”是张卫红团队的“模式”。“这样方便讨论交流,也可以相互促进。”张卫红说,“我也喜欢和学生在一起。”正是因为“师生零距离”,“让我和学生始终保持一种良好的互动状态、一种作战状态。学生在前面探索,我在后面思考,和他们一起往前走。”

原动力加驱动力:合力做顶天立地的事儿

什么是原动力?什么是驱动力?在张卫红看来,“兴趣”就是原动力,“问题”就是驱动力,整个科研的过程就是“两种力”激情碰撞的过程。——原动力加驱动力,正是形成张卫红团队凝聚力和战斗力的直接动因。

张卫红团队获得国家科技奖,正是“兴趣”激发创新、“问题”驱动创新的合力结果;也因为热爱所以执着,因为执着所以收获。

科研是张卫红最热衷的事儿。对他来说,享受科研探索过程中的“峰回路转”、“柳暗花明”和攻克科研难关后的喜悦其乐无穷。他总是以激情激活学生,“一旦激活就有能量就有动能了”。他总是带着“问题”去指导学生,“我最喜欢的学生是脑袋里装满了问题,对科研和生活一样充满了激情。一个提不出问题的学生,我比他还着急”。

如果说“激情碰撞、快乐科研”是张卫红团队的工作常态,那么“追求极至、追求卓越”便是其团队的核心理念了。正是基于这样的理念,他们提出要做出“西工大特色、世界一流”的科研来。

“搞基础研究的和搞应用研究的,要互相欣赏,因为这两者是相辅相成的,都非常重要。”张卫红对团队的要求是基础研究和应用研究“两手”都要硬。“让基础研究做得更接地气一些,尽可能与国家重大战略需求对接,与空天技术需求对接,这与西工大的特色匹配,也是我们的定位。”张卫红常常带着学生和青年教师走出实验室,“从航空航天工程里面发现别人做不了的事情,我们去解决它”;在调研中发现先前研究的局限,便及时转变思路,再用先进理念指导科研。

高性能整体式构型设计是实现高端机械装备和航空航天复杂结构系统轻量化高效承载有待突破的核心瓶颈问题,也是机械工程学科和传统优化设计理论发展面临的挑战性难题,其理论与方法研究具有重要的科学意义与工程应用价值。获奖项目自2000年起在国家杰出青年科学基金、面上项目、长江学者奖励计划和“973”课题等支持下,开展了系统深入的研究,取得四大突破性进展:创立了复杂结构系统的高性能整体式构型设计理论模型;揭示了高性能整体式构型设计的多因素匹配机理;阐明了设计相关性载荷工况与构型设计的动态耦合机制;建立了破解性能突变机制、抑制病态构型和关联构型尺寸效应的设计方法。——获奖项目实现了一流技术与一流产品的完美对接。

“作为一个西工大人,需要承担的是‘树干’的角色。天上飘的往下沉一点儿,地里刨的往上长一点儿。也就是说,做学术的往应用上想一想,做应用的往学术上想一想。”朱继宏认为,“如果多问几个为什么,很多机理性的东西就出来了;如果多问几个怎么做,交叉性的东西就出来了,科学问题也蕴含在工程项目里。”——这也是获奖项目带给我们的重要启示。

“航空航天工程里有很多学术问题值得我们去探究,西工大的特色里完全可以做出一流的工作来。”朱继宏说,“如果西工大人在国际一流期刊上发表了高水平的文章,又同时在国家高水平的型号里面得到了应用,这就是做了顶天立地的事儿。”

价值昭示:“每个团队强大了,西工大就强大了”

经过十多年的开拓创新、不懈研究,张卫红团队的获奖项目解决了四个关键科学问题:高性能整体式构型设计建模;整体式构型设计的多因素匹配机理;设计相关性载荷工况的耦合作用机制;高性能构型设计的实现机制。

获奖项目开拓出“组件结构整体式拓扑优化”的学科发展新方向。获国家发明专利20项、软件著作权3项,形成了系列结构优化设计核心技术,成功解决了航空航天重点型号研制中结构系统优化设计的难题,为推动我国新型空天飞行器设计与研发提供了重要的技术支撑,有力推动了我国航空宇航科学与技术、机械工程等学科的发展,显著提升了学科的国际地位。

获奖项目发表SCI论文120篇。20篇主要论文得到美、英、德等33个国家350余位学者的高度评价,他引544次、SCI他引247次,其中大篇幅和成段引用40余次。

项目首完成人张卫红入选长江学者、杰青、国家百千万人才工程,受聘为国家外专部门“外专千人计划”与“高端引进人才计划”工程材料分组召集人,国家自然科学基金委员会工材、数理学部会评专家。担任国际期刊IJSMDO主编、结构优化领域极具影响力期刊SMO4个国际期刊的编委。负责三个中外联合研究机构,引进法国学术棕榈奖获得者、我国“外专千人计划”专家Zied Moumni教授。

“快乐科研,创造卓越”是其团队精神。追求卓越但不急功近利,张卫红倡导“做一个追求卓越的执着者”。他总是告诫青年教师,“千万不要成为项目的奴隶”,要重视“源头创新”,提升学科实力,推动学科发展。“做研究需要静下心来,需要积累”,张卫红认为,“厚积”后的“薄发”,“发”出来就决然不一样。

15年磨一剑。——的确,张卫红团队的获奖,是厚积薄发,是水到渠成,是瓜熟蒂落。

“优秀的科研团队是一所学校发展的核心竞争力。”张卫红说,“每个团队强大了,西工大就自然强大了,中国的高校也就强大了。”

 

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