作者:彭科峰 张玥 来源:中国科学报 发布时间:2016/1/25 11:19:08
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西安交大黄佐华团队:内燃机节能减排的领跑者

黄佐华(右二)研究团队

■本报记者 彭科峰 通讯员 张玥

西安交通大学教授黄佐华团队完成的“内燃机低碳燃料的互补燃烧调控理论及方法”项目荣获2015年度国家自然科学奖二等奖。1月8日上午,作为2015年度国家科学技术奖励大会60位上台领奖的代表之一,黄佐华从国家领导人手上接过奖励证书。

探索内燃机的高效低污染燃烧

当前世界环境面临三大问题,一是化石能源资源有限,二是温室气体二氧化碳大量排放,三是发展中国家城市空气污染日益严重。这三个问题的产生与石油的燃烧密切相关。而内燃机消耗了全球三分之二的石油资源,是大气污染和温室气体二氧化碳的主要来源。

在古城西安,有一个坚持了16年,致力于探究内燃机低碳燃料的燃烧调控理论及方法的科研团队,他们实现了低碳燃料的清洁高效燃烧,并应用于内燃机的节能减排。他们就是西安交大能动学院黄佐华教授团队。

“当今,我国节能减排有两条腿在走路,一条是发展新能源,另一条是传统燃料的高效清洁燃烧及清洁替代燃料的应用。”黄佐华对记者说。

为探索内燃机高效清洁燃烧新途径,黄佐华带领研究团队系统深入地开展内燃机低碳燃料的燃烧理论及调控方法研究,形成了完整的低碳燃料燃烧过程调控理论体系及方法,并成功应用于内燃机燃烧过程调控,实现了内燃机的高效低污染燃烧。如天然气掺氢20%的发动机,在25%废气再循环率时,NOx能降低85%~90%,热效率提高15%。柴油补氧在氧含量10%的条件下,颗粒物排放能降低40%,热效率提高8%。

16年坚持,从无到有,终获殊荣

长江学者、国家杰出青年基金获得者黄佐华本硕博均求学于西安交大,师从我国著名的内燃机专家、原西安交大校长蒋德明教授。黄佐华在留学日本期间,不少人劝他留下发展,但他毅然回到了母校,“母校培养了我,是我科研事业的起点,我应该回来”。

黄佐华准确洞悉了学科发展方向。2000年左右,国内学者的工作主要集中在内燃机结构及性能参数等宏观现象方面,而黄佐华凭借扎实的专业知识与敏锐的科研视角,另辟蹊径,将关注点投向了内燃机的基础燃烧理论研究,从机理上研究内燃机燃烧过程,旨在有针对性、目的性地调控优化内燃机。

也是从那时起,黄佐华开始精心培育研究团队。“当然,这期间得到国家基础性研究重大项目,国家自然科学基金重点、面上、青年基金项目,国家自然科学基金杰出青年基金项目,国家自然科学基金优秀创新群体项目等的支持是起到至关重要作用的。”黄佐华对此充满感激之情。

成长初期,黄佐华给团队定了一个身份——做好一个“学生”。由于新方向需要大量新知识,黄佐华带着团队边干边学,他们经常白天在实验室忙科研,晚上回家抽空学物理化学等学科基础知识。黄佐华还带领、鼓励团队参加国际会议,促成成员赴外交流。“团队新起步,就要多听多学,先交流再成长。”

如团队理念“瞄准目标,不受干扰,找准自我,脚踏实地向前走”所言,黄佐华团队有种“向上冲”的劲,没有实验条件,买不起昂贵的实验设备,黄佐华便带领团队动手设计方案,搭建实验平台。由当初没有现成的实验设备,到现在拥有国内领先的基础燃烧装置“定容燃烧弹”“高压激波管”等,它们静静诉说着黄佐华及团队的坚持与付出。

“容易的事谁都能做,有挑战的事才值得去做。”谈起这段团队的艰苦创业期,黄佐华很坦然。

历时十六个春秋,以黄佐华为带头人的科研团队从无到有,从小到大迅速成长。团队在高效低污染清洁燃料发动机和基础燃烧研究方面的科研水平已走在国内同领域前列,研究获得的燃烧基础数据已被国际上广泛用于燃料化学反应动力学机理的验证和发展,在国际同行中有很高知名度。

目前,团队出版《内燃机替代燃料燃烧学》专著1本,发表262篇SCI收录的国际期刊学术论文,其中多篇论文发表在Combust Flame、Proc Combust Inst等燃烧学顶级刊物上,SCI他引3941次,有8篇ESI高被引论文。基础研究成果指导开发出天然气掺氢发动机,并已在车辆上得到示范运行。团队先后获教育部和陕西省自然科学奖一等奖各1项。

黄佐华团队的科研目标是“一流的研究服务于西安交大一流大学建设”。团队致力于将研究做深做强,“我会一直坚持做下去,这是传承,也是责任”。

言传身教,精勤育人,成绩斐然

获得国家自然科学奖二等奖的项目攻关团队,由黄佐华担任带头人,王金华、胡二江、汤成龙、张英佳四位副教授组成。值得称赞的是,这四位成员都是黄佐华的学生,均获陕西省优秀博士学位论文和中国工程热物理学会吴仲华优秀学生奖。王金华、胡二江和汤成龙三人还获全国优秀博士学位论文提名奖,胡二江和汤成龙获得中国内燃机学会“史绍熙人才奖”,张英佳入选西安交大首届“学术新人”。

以身作则,言传身教,黄佐华从导师蒋德明教授身上继承了严谨的科学素养、开拓进取的创新精神和诚实守信的为人处世准则,他着重培育有交大传统的创新团队文化。

作为团队的责任教授,黄佐华认为团队攻关最关键的是“定好科研方向,瞄准目标,善于沟通协同”。他时常鼓励青年教师发挥主动性,鼓励他们尝试新方向、新领域。“只有不断去做,才能发现问题。”在黄佐华的支持下,王金华、胡二江、汤成龙、张英佳围绕四个方向有侧重点地开展研究,同时负责实验平台建设等,团队成员责任明确,相互支撑,整体发展势头良好。

走进团队所在的燃烧与喷雾研究室,总能看到师生们热烈讨论问题的场景。“大家拧成一股绳,劲往一处使。”青年教师胡二江说。而黄佐华并未给课题组师生制定过硬性指标,他身上那股“冲劲”潜移默化感染着大家。胡二江告诉记者,上学时黄老师就是他的榜样,他回忆说黄佐华只要不出差都会来到办公室和学生讨论课题进展,一起制定实验方案。特别是学生撰写的每一篇论文,黄佐华都会打印出来用红笔逐字逐句修改,耐心地指出问题,提出建议。“这种言传身教让我受益匪浅。”胡二江说。

学生是团队的直接参与者与真实见证者。“在团队很快乐,我很自豪是团队的一分子。”刚刚获得博士学位的张家祥说。黄佐华团队培养的学生,有的入职美国通用汽车公司、福特汽车公司等知名企业,也有的赴澳大利亚西南威尔士大学、香港理工大学等高校攻读博士,他们都受到企业、高校的广泛认可,普遍反馈学生“踏实、勤奋、有创造力”。

作为团队的带头人,黄佐华在国内、国际同领域知名度、认可度很高,目前担任国际内燃机学会理事、中国内燃机学会副理事长,并担任多个国内外期刊的编委,先后荣获中国内燃机学会突出贡献奖、杰出成就奖、通用汽车中国科技成就奖等,近年来多次在国际会议上作大会主旨报告和特邀报告,在ESI工程领域个人国际排名位居前1.94%。他也是备受瞩目的论文“高被引”学者,入选2014年能源领域中国高被引学者。

2015年9月,黄佐华入选美国汤森路透集团“2015年全球高被引科学家”,是我国燃烧学领域唯一入选的学者。说起这一荣誉,黄佐华很谦虚:“论文是科研不断积累的过程,用心去做,脚踏实地,无须过分苛求。”在他眼里,做科研要瞄准目标集中精力不断深入挖掘,“用一辈子做好一件事就很不容易了”。

《中国科学报》 (2016-01-25 第6版 基金)
 
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