作者:徐帆 吴希平 黄辛 来源:中国科学报 发布时间:2019/11/25 14:09:34
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黄震院士:创建发动机燃料设计与燃烧控制新方法

黄震在实验室指导学生  梅秋武摄

11月22日, 2019年中国工程院新当选院士名单公布。上海交通大学副校长、讲席教授黄震当选为中国工程院院士。他深耕发动机燃烧研究三十多年,以科学家的敏锐与执着,在国际上创建了发动机燃料设计与燃烧控制新方法;他以智者的前瞻与视野,为国家能源、环境问题提出解决方案。

“做科研,要有让别人follow me的科研意识”

黄震1978年9月进入上海交大学习,先后师从我国第一台万吨轮主机总设计师、著名学者李渤仲教授和燃烧专家张连方教授。在导师宽松、自由、活跃的学术环境下,他如饥似渴地学习,在科学研究的海洋自由翱游,尽情地放飞自己的思绪,为自己今后的科研工作淀积底蕴。

黄震在回忆自己的求学经历时,眼神透射出一种学者的深邃与坚毅。“在大学的求学中,最重要的是使自己意识到,要有自己的idea,不能老跟别人走,要有批判性性思维,要有让别人Follow Me的科研意识!”他身上的这种学术理念和学术自信,从他求学、立志时起,被贯穿于他的整个学术生涯。

在一次博士论文实验中,黄震偶然发现了燃油溶气雾化的新现象。科学研究的敏感性,使他紧紧抓住这一偶然发现的现象,不断深入探索,开拓出一个新的研究突破口。他揭示了喷孔孔内流态及其压力分布对气液两元燃料雾化的决定性作用,提出了气爆雾化新概念。

由此,经过二十多年的努力,黄震创建了发动机燃料设计与燃烧控制新方法,阐明了燃料特性与着火、燃烧、排放和热效率之间的复杂耦合关系。通过燃料设计,实时调控化学反应路径与着火时刻,解决了均质压燃着火控制与负荷范围拓展的技术难题,克服了传统内燃机燃烧理论及燃料单一理化特性的局限性。他进一步攻坚克难,成功开发出了新型智能燃料发动机。该成果被国际同行评价为“燃料设计已经成为各种先进燃烧模式着火时刻与燃烧速率控制最通用的方法”,有力推进了发动机燃烧控制技术发展,获国家自然科学奖二等奖,被授予国际燃烧学会Fellow。

“做科研,要有服务国计民生的责任担当”

我国石油紧缺,石油对外依存度逐年提高,石油供应安全是国家重大课题。针对我国发动机节能减排和燃料多样化的重大需求,黄震带领研究团队系统深入开展了二甲醚、天然气、生物柴油、煤制油、甲醇、乙醇等代用燃料发动机研究,发明了系列发动机燃料多样化关键技术。然而,科研成果从研发到应用落地并不是一帆风顺的,由于不甘心科研成果被“束之高阁”,黄震下决心一定要走出一条产学研结合的路来。

黄震作为国家863课题负责人和国家科技攻关项目首席科学家,积极倡导和协调组建产学研研发团队,形成了燃料生产、发动机、整车、关键零部件产业链。通过十多年研发,使得我国二甲醚汽车无论在专利、标准还是产业技术上已处于国际领先。二甲醚汽车在上海147路公交车一经“华丽亮相”,就在国际替代能源领域产生广泛影响与获得高度评价。诺贝尔化学奖奖获得者乔治奥拉在他的专著《跨越油气时代》中,将黄震开发的二甲醚汽车作为国际二甲醚成功应用的典型案例。

基于喷射、雾化和燃烧技术发明,黄震及其团队还成功开发了天然气、生物柴油、液化石油气等系列发动机,应用于汽车和船舶动力,有力推进了我国内燃机石油替代技术进步,获国家技术发明奖二等奖和国际清洁燃料成就奖。

“做科研,要有服务国计的责任担当。”这是黄震常常挂在嘴边的话。

针对我国灰霾和大气PM2.5污染治理,黄震提出了发动机缸内燃烧到大气PM2.5形成的全历程分析研究方法,揭示了燃油特性、燃烧过程对颗粒粒径分布、形貌结构、化学组分和氧化活性等的影响规律,提出了一种基于喷射管理的发动机颗粒物排放控制新技术,应用于移动源PM2.5治理。黄震在自己的实验室楼顶建起PM2.5监测站,他也是最早通过提案建议国家关注PM2.5的全国政协委员。自2011年以来,他基于研究成果,几乎每年都会针对环境保护递交提案,每篇提案都凭借前瞻视野发现问题,并给出可操作的政策建议,促进了国家《环境空气质量标准》从PM10至PM2.5、全国低硫柴油和汽油的推广使用和车用柴油和普通柴油标准并轨。

深耕发动机燃烧研究30年以来,黄震将自己的研究与国家经济、社会发展中最迫切需要解决的问题紧紧贴在一起。这些系统性和创造性的研究成果对我国发动机节能减排和降低我国石油对外依赖度,保障能源安全具有重要战略意义,同时为我国从发动机制造大国走向制造强国作出了贡献。

“做年轻人的良师益友”

黄震在科研工作上的开拓与创新,在他周围集聚起一批青年人才。作为学科带头人的黄震更有过人之处,他特别强调以事业发展凝聚人,使每个人都有自己的研究方向,每一位成员都有发挥自己聪明才智的舞台,在为学科做贡献的同时实现自身人生价值。

在黄震的人格魅力影响下,来自清华大学、天津大学、浙江大学、吉林大学、大连理工大学等高校的优秀人才纷纷加入黄震的学科团队,形成了燃烧与环境技术研究的人才高地。30年来,黄震已培养博士、硕士、博士后近百人。在他的言传身教下,培养的学生已经成为行业的佼佼者.他们有的获得国家杰出青年基金、教育部新世纪人才、上海市青年科技启明星、上海市青年拔尖等人才项目,也有的在重点领域企业中任总工程师、研发负责人等,在国家的各行各业中发光发热。

黄震以他那海纳百川的宽阔胸襟,吸引了五湖四海的优秀人才;是他那睿智务实的学者风范,赢得了科技战线上的崇高荣誉;也是他那孜孜不倦的辛勤培育,结出了生机盎然的累累硕果。

 
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