中國科學(xué)院院士、西安交大教授陶文銓幾十年潛心科研——
努力把傳熱學(xué)做成“熱”科學(xué)(講述·弘揚科學(xué)家精神)
陶文銓(左一)在和團隊成員討論實驗進展。西安交通大學(xué)供圖
人物小傳
陶文銓,1939年3月生,浙江紹興人,中國科學(xué)院院士,西安交通大學(xué)能源與動力工程學(xué)院教授,工程熱物理學(xué)家、數(shù)值傳熱學(xué)專家,為我國數(shù)值傳熱學(xué)科的形成與發(fā)展作出了貢獻。他帶領(lǐng)團隊長期從事傳熱學(xué)及其數(shù)值模擬方法與工程應(yīng)用的教學(xué)與研究。2018年1月,由他牽頭的“西安交通大學(xué)熱質(zhì)傳遞的數(shù)值預(yù)測控制及其工程應(yīng)用創(chuàng)新團隊”獲國家科技進步獎(創(chuàng)新團隊獎)。2019年,陶文銓獲得“最美科技工作者”稱號。
“傳熱學(xué)是一門跟人們?nèi)粘I蠲芮邢嚓P(guān)的科學(xué)。”陶文銓用深入淺出的語言向記者介紹他的研究領(lǐng)域。比如,自然界中雪花融化、蒸汽凝結(jié)等都涉及熱量傳遞;再比如,臺式機和筆記本的電腦芯片,需要用風(fēng)扇為其降溫,也是傳熱學(xué)的研究范疇。
20世紀后半葉,隨著計算機技術(shù)的興起,利用數(shù)值方法研究熱質(zhì)傳遞的數(shù)值傳熱學(xué)被提出。長期從事傳熱學(xué)研究的陶文銓,將數(shù)值傳熱學(xué)引入國內(nèi),推動了我國數(shù)值傳熱學(xué)科的形成與發(fā)展。
堅定科研報國理想,投身傳熱學(xué)領(lǐng)域研究
上世紀50年代,交通大學(xué)主體從上海遷往西安。從浙江紹興稽山中學(xué)讀完高中的陶文銓報考了動力工程系熱能工程專業(yè),成為交通大學(xué)西遷后首批到西安就讀的學(xué)生。
為什么要報考交大?“一是被交大畢業(yè)的錢學(xué)森先生的報國事跡深深打動,堅定了去交大讀書的決心;二是熱能動力工程專業(yè)畢業(yè)后可以去發(fā)電廠工作,對當時的年輕人而言,是件很新穎、很有吸引力的事情。”陶文銓說。
懷揣一腔熱情,1962年本科畢業(yè)后的陶文銓選擇繼續(xù)深造,師從楊世銘教授,攻讀傳熱學(xué)專業(yè)研究生,由于成績優(yōu)秀,畢業(yè)后留校任教。
1979年10月,楊世銘邀請在海外任教的楊光祖教授到西安交大講學(xué)。楊光祖介紹了近10年國外傳熱學(xué)發(fā)展的情況,尤其是數(shù)值傳熱學(xué),即通過計算機求解的傳熱學(xué)與數(shù)值方法相結(jié)合的交叉學(xué)科。
“這著實讓人大開眼界。”陶文銓說。1980年,陶文銓赴國外進修,為期兩年。“當時就想著學(xué)點新知識,回來建設(shè)祖國。我就像一塊干海綿被放進了水里,努力地汲取知識。凡是關(guān)于數(shù)值計算的課程我都去聽。”陶文銓回憶,“這也更加堅定了我要把科研這條路走下去的信念。”
推動數(shù)值傳熱學(xué)發(fā)展,將成果應(yīng)用于生產(chǎn)實際
回國后,陶文銓一直從事傳熱強化與流動傳熱問題的數(shù)值計算兩個分支領(lǐng)域的研究。1986年,他在西安交大熱工教研室開辦了我國第一個數(shù)值傳熱學(xué)學(xué)習(xí)班,當時來聽課的都是該領(lǐng)域的高校教師,這在一定程度上推動了學(xué)界對傳熱問題數(shù)值預(yù)測及工程應(yīng)用規(guī)模的研究。
1988年,陶文銓編著的《數(shù)值傳熱學(xué)》在西安交大出版社出版。后來,該書被原國家教委研究生工作辦公室推薦為傳熱學(xué)研究生教學(xué)用書。
隨著國家對數(shù)值傳熱學(xué)領(lǐng)域的支持力度越來越大,陶文銓對于組建團隊的信心也越來越足。自1983年初回國,陶文銓便與同事何雅玲和王秋旺等組建了研究團隊,在熱質(zhì)傳遞數(shù)值預(yù)測技術(shù)及其工程應(yīng)用方面努力探索,開展復(fù)雜熱質(zhì)傳遞問題數(shù)值預(yù)測基礎(chǔ)研究及重大工程技術(shù)創(chuàng)新研究。
陶文銓團隊的研究成果在航天、能源和化工等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,他們研發(fā)的強化傳熱技術(shù)縮小了我國氣體換熱器產(chǎn)品與世界先進水平的差距。2007年,陶文銓發(fā)起并舉辦了亞洲計算傳熱學(xué)會議。
如今,85歲的陶文銓,做科研的勁頭依然很足:每天早晨9點鐘開始工作,晚飯后休息一會兒,再工作到凌晨3點。這是他多年養(yǎng)成的工作習(xí)慣。“這個時段沒人打擾,沒有電話,最安靜、最適合工作。”陶文銓笑著說。
從“一片葉”到一樹桃李,培養(yǎng)本科生、研究生超2萬人
陶文銓在興慶校區(qū)大教室上課的場景,是許多西安交大學(xué)子共同的校園記憶。作為學(xué)校的特大型教室,該教室能容納367人,但每年選修以及旁聽“數(shù)值傳熱學(xué)”的學(xué)生經(jīng)常超過400人。
教室的座位不夠坐,陶文銓便特意購置了20多個小馬扎,每次上課前讓學(xué)生擺好。坐著小馬扎認真聽講的學(xué)生,便成為陶文銓課堂上獨特的風(fēng)景。
“搞好科研和教學(xué)工作,首先要熱愛所做的事情,熱愛自己的學(xué)生,這是做好研究、做好教師最重要的要求。”陶文銓說。
自留校任教至今,陶文銓始終堅守在教學(xué)一線,雖然數(shù)值傳熱學(xué)、計算傳熱學(xué)等課程,陶文銓已經(jīng)講過無數(shù)遍,但他經(jīng)常完善授課內(nèi)容,不斷補充新的知識和體會。“講一遍有一遍的體會,講一遍有一遍的收獲。”陶文銓說。
陶文銓喜歡跟學(xué)生們在一起。他講授數(shù)值傳熱學(xué)課程時,每周一次在晚上7點半到9點半召集十幾名學(xué)生開展討論。學(xué)生們會提問,他也會出題考問,師生之間的交流探討,專業(yè)又輕松。
陶文銓常說:“交大西遷,扎根黃土,枝繁葉茂,我便是這棵西遷大樹上的一片小葉。”
從“一片葉”到一樹桃李,從教58年,陶文銓教過的本科生、研究生已經(jīng)超過2萬人。這些學(xué)生畢業(yè)后,大部分在國內(nèi)相關(guān)高等院校與企事業(yè)單位工作,許多已成為學(xué)術(shù)帶頭人。其中包括1名中國科學(xué)院院士、2名長江學(xué)者、5名國家杰青基金獲得者,陶文銓也因此獲得“黨和人民滿意的好老師”稱號和“國家杰出教學(xué)獎”。
如今的陶文銓依然在發(fā)光發(fā)熱。一方面在編寫新版教材,另一方面也在推動相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化落地。“希望通過自己的努力,帶動更多學(xué)子投身傳熱學(xué)研究。”陶文銓說。
■記者手記
保護好難得的創(chuàng)新意識
采訪中,陶文銓的一段話給記者留下了深刻印象:“創(chuàng)新可以體現(xiàn)在不同層面。從0到1的創(chuàng)新很難,但從1到1.1,再到1.2,也是一種創(chuàng)新。形成了創(chuàng)新思維,就有了信心,才會取得更大的突破。我們要為年輕學(xué)者營造良好的創(chuàng)新環(huán)境。”
回顧自己的科研之路,陶文銓認為,創(chuàng)新意識應(yīng)該從小培養(yǎng),從基礎(chǔ)教育抓起。比如,小朋友畫了一個藍色的蘋果,父母應(yīng)加以鼓勵和引導(dǎo),而不是急于糾正,這才能很好地保護難得的創(chuàng)新意識“萌芽”。
從重視傳承到強調(diào)創(chuàng)新,教育觀念的變化更有助于人才的培養(yǎng)。教育是一輩子的事情,創(chuàng)新意識更需終身培養(yǎng)。對于自己帶過的學(xué)生,陶文銓希望他們擁有更多活躍的想法、不拘泥于陳規(guī)的創(chuàng)意和擁抱未來的勇氣,從而迸發(fā)出更強的創(chuàng)新活力。
《 人民日報 》( 2024年05月08日 第 06 版)
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