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中國科學院院士、西安交大教授陶文銓幾十年潛心科研——

努力把傳熱學做成“熱”科學(講述·弘揚科學家精神)

本報記者 張丹華
2024年05月08日12:01 | 來源:人民網-人民日報
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  陶文銓(左一)在和團隊成員討論實驗進展。
  西安交通大學供圖

  人物小傳

  陶文銓,1939年3月生,浙江紹興人,中國科學院院士,西安交通大學能源與動力工程學院教授,工程熱物理學家、數值傳熱學專家,為我國數值傳熱學科的形成與發展作出了貢獻。他帶領團隊長期從事傳熱學及其數值模擬方法與工程應用的教學與研究。2018年1月,由他牽頭的“西安交通大學熱質傳遞的數值預測控制及其工程應用創新團隊”獲國家科技進步獎(創新團隊獎)。2019年,陶文銓獲得“最美科技工作者”稱號。

 

  “傳熱學是一門跟人們日常生活密切相關的科學。”陶文銓用深入淺出的語言向記者介紹他的研究領域。比如,自然界中雪花融化、蒸汽凝結等都涉及熱量傳遞﹔再比如,台式機和筆記本的電腦芯片,需要用風扇為其降溫,也是傳熱學的研究范疇。

  20世紀后半葉,隨著計算機技術的興起,利用數值方法研究熱質傳遞的數值傳熱學被提出。長期從事傳熱學研究的陶文銓,將數值傳熱學引入國內,推動了我國數值傳熱學科的形成與發展。

  堅定科研報國理想,投身傳熱學領域研究

  上世紀50年代,交通大學主體從上海遷往西安。從浙江紹興稽山中學讀完高中的陶文銓報考了動力工程系熱能工程專業,成為交通大學西遷后首批到西安就讀的學生。

  為什麼要報考交大?“一是被交大畢業的錢學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畢業后可以去發電廠工作,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年本科畢業后的陶文銓選擇繼續深造,師從楊世銘教授,攻讀傳熱學專業研究生,由於成績優秀,畢業后留校任教。

  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。楊光祖介紹了近10年國外傳熱學發展的情況,尤其是數值傳熱學,即通過計算機求解的傳熱學與數值方法相結合的交叉學科。

  “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。“當時就想著學點新知識,回來建設祖國。我就像一塊干海綿被放進了水裡,努力地汲取知識。凡是關於數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。”

  推動數值傳熱學發展,將成果應用於生產實際

  回國后,陶文銓一直從事傳熱強化與流動傳熱問題的數值計算兩個分支領域的研究。1986年,他在西安交大熱工教研室開辦了我國第一個數值傳熱學學習班,當時來聽課的都是該領域的高校教師,這在一定程度上推動了學界對傳熱問題數值預測及工程應用規模的研究。

  1988年,陶文銓編著的《數值傳熱學》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研究生教學用書。

  隨著國家對數值傳熱學領域的支持力度越來越大,陶文銓對於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,在熱質傳遞數值預測技術及其工程應用方面努力探索,開展復雜熱質傳遞問題數值預測基礎研究及重大工程技術創新研究。

  陶文銓團隊的研究成果在航天、能源和化工等領域得到了廣泛應用,他們研發的強化傳熱技術縮小了我國氣體換熱器產品與世界先進水平的差距。2007年,陶文銓發起並舉辦了亞洲計算傳熱學會議。

  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。這是他多年養成的工作習慣。“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,培養本科生、研究生超2萬人

  陶文銓在興慶校區大教室上課的場景,是許多西安交大學子共同的校園記憶。作為學校的特大型教室,該教室能容納367人,但每年選修以及旁聽“數值傳熱學”的學生經常超過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,每次上課前讓學生擺好。坐著小馬扎認真聽講的學生,便成為陶文銓課堂上獨特的風景。

  “搞好科研和教學工作,首先要熱愛所做的事情,熱愛自己的學生,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一線,雖然數值傳熱學、計算傳熱學等課程,陶文銓已經講過無數遍,但他經常完善授課內容,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。

  陶文銓喜歡跟學生們在一起。他講授數值傳熱學課程時,每周一次在晚上7點半到9點半召集十幾名學生開展討論。學生們會提問,他也會出題考問,師生之間的交流探討,專業又輕鬆。

  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、研究生已經超過2萬人。這些學生畢業后,大部分在國內相關高等院校與企事業單位工作,許多已成為學術帶頭人。其中包括1名中國科學院院士、2名長江學者、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“國家杰出教學獎”。

  如今的陶文銓依然在發光發熱。一方面在編寫新版教材,另一方面也在推動相關技術的產業化落地。“希望通過自己的努力,帶動更多學子投身傳熱學研究。”陶文銓說。

 

  ■記者手記

  保護好難得的創新意識

  採訪中,陶文銓的一段話給記者留下了深刻印象:“創新可以體現在不同層面。從0到1的創新很難,但從1到1.1,再到1.2,也是一種創新。形成了創新思維,就有了信心,才會取得更大的突破。我們要為年輕學者營造良好的創新環境。”

  回顧自己的科研之路,陶文銓認為,創新意識應該從小培養,從基礎教育抓起。比如,小朋友畫了一個藍色的蘋果,父母應加以鼓勵和引導,而不是急於糾正,這才能很好地保護難得的創新意識“萌芽”。

  從重視傳承到強調創新,教育觀念的變化更有助於人才的培養。教育是一輩子的事情,創新意識更需終身培養。對於自己帶過的學生,陶文銓希望他們擁有更多活躍的想法、不拘泥於陳規的創意和擁抱未來的勇氣,從而迸發出更強的創新活力。

  《 人民日報 》( 2024年05月08日 06 版)

(責編:岳弘彬、牛鏞)
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