學(xué)之以恒 逆水揚(yáng)帆
——記揚(yáng)州大學(xué)水利科學(xué)與工程學(xué)院教授楊帆

鄭 心 蔡巧玉

近年來，軸流泵站以其高效率和成本效益在現(xiàn)代水利工程中逐漸凸顯價值。而在這個領(lǐng)域中，揚(yáng)州大學(xué)水利科學(xué)與工程學(xué)院的青年教授楊帆盡管年輕，但已在軸流泵站的研究方面積累下多年的深耕與探索經(jīng)驗。他曾主持、參與多個國家、省市重點工程項目，不斷探索和推動泵站工程領(lǐng)域科技的進(jìn)步與發(fā)展。他身上擁有濃厚的科學(xué)氣息，即使順利入選江蘇省科協(xié)青年科技人才托舉工程，且有揚(yáng)州市“綠揚(yáng)金鳳”計劃領(lǐng)軍人才、江蘇省科協(xié)創(chuàng)新計劃首席專家等榮譽(yù)稱號在身，但他的態(tài)度卻始終敬虔而謙虛，時刻保持謹(jǐn)慎的學(xué)習(xí)姿態(tài)和求知精神。他習(xí)慣將自己不斷“歸零”，以最澄澈的心態(tài)面對每一重攻關(guān)挑戰(zhàn)。“雖然我只是一個平凡得不能再平凡的人，但我立志盡最大的努力把自己能做到的事情做到更好。”楊帆說。

揚(yáng)堅苦，以自立

對于每位揚(yáng)州大學(xué)的學(xué)子而言，“堅苦自立”四字都可謂如雷貫耳。在揚(yáng)州大學(xué)求學(xué)、工作長達(dá)18年，將大半青春都揮灑在這所高校中，楊帆對這四字包含的深意領(lǐng)悟得則更加透徹。“‘士不可以不弘毅，任重而道遠(yuǎn)。仁以為己任，不亦重乎？死而后已，不亦遠(yuǎn)乎？’我不求與人相比，但求超越自己，不求物質(zhì)的享受，但求精神的愉悅。”他如此解讀。

然而，若要追溯起楊帆與水利專業(yè)結(jié)緣的原因，卻是因為一場“陰差陽錯”——“當(dāng)年我的第一志愿其實是信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)。但現(xiàn)在我真的很感謝命運(yùn)跟我開的這場‘小玩笑’，讓我在錘煉意志的同時，能腳踏實地為服務(wù)民生做些事情。”

誠如楊帆所言，他的求學(xué)過程并不是一直毫無波瀾。據(jù)他回憶，在剛開始接觸專業(yè)知識時，由于之前對這一專業(yè)的了解過少，沒有形成基本的知識框架，這讓他一度有些彷徨和困惑。但幸而他相繼遇到了對他影響至深的兩位導(dǎo)師——湯方平教授與劉超教授，在他們的鼓勵和以身作則之下，這些困境最終都化作了助其形成堅毅心志的強(qiáng)大推力。“劉老師謙遜平和的處世風(fēng)格、積極向上的人生態(tài)度，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和廣博的知識儲備都讓我受益匪淺。我意識到，在我們短暫的一生當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)把精力和時間投入到自己認(rèn)為值得做且有意義的事情中。而湯老師則身體力行地為我們塑造了絕佳的榜樣——最早來、最晚走是他的一貫風(fēng)格。夏天放學(xué)之后，最晚7點鐘，一定能看到湯老師辦公室里的燈光重新亮起來，直到深夜甚至凌晨才會熄滅。”

楊帆

得益于業(yè)內(nèi)大家樹立的科研范本，楊帆奮行篤學(xué)，從碩士起便開始在大型科研課題中承擔(dān)重要工作，開展泵裝置內(nèi)流機(jī)理及水力穩(wěn)定性分析、泵站流道優(yōu)化設(shè)計，以及泵裝置及泵站現(xiàn)場性能測試、物理模型試驗等研究。在攻讀博士學(xué)位期間，他不僅收獲了“朱敬文特別獎學(xué)金”，還被授予了博士研究生國家獎學(xué)金。“這是對我取得的微薄成績的一次莫大肯定。但榮譽(yù)只屬于過去，我會把希望寄托在未來。”這是楊帆被表彰時發(fā)表的感謝詞，也是他向自己和未來許下的一份諾言。

默默扎根在泵站工程水力學(xué)科研一線多年，楊帆致力讓這股汩汩流淌的生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基更好地服務(wù)于人類生活。學(xué)之以恒，成績或許是最好的佐證。近年來，他陸續(xù)將中國商業(yè)聯(lián)合會科技進(jìn)步獎一等獎、中國機(jī)械工業(yè)科技進(jìn)步獎一等獎與三等獎、全國優(yōu)秀水利水電工程勘測設(shè)計銅質(zhì)獎、揚(yáng)州市科技進(jìn)步獎一等獎、中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果獎及江蘇省水利科技進(jìn)步獎二等獎等業(yè)內(nèi)知名獎項收入囊中。不過這并沒有改變他的科研心態(tài)，面對榮譽(yù)，他說：“艱苦奮斗、心如止水，是在我求學(xué)時就已經(jīng)習(xí)得的道理。”

興水利，除水害

在楊帆眼中，科研過程中的團(tuán)隊合作精神占據(jù)著無比緊要的位置。“所有成果的取得都不可能歸功于某一個人，一定是團(tuán)隊努力的結(jié)果。甚至可以說，團(tuán)隊決定科研力量的強(qiáng)弱，科研環(huán)境直接影響著科研成果。”他篤定道，同時他也對自己正身處一個和諧、開放的大團(tuán)體表示慶幸，“揚(yáng)州大學(xué)高性能水泵及泵裝置科研團(tuán)隊這個課題組是一個兼容并蓄、勤學(xué)篤行的團(tuán)體。母校為我們提供了很好的基礎(chǔ)設(shè)施和儀器設(shè)備，合作導(dǎo)師們共同營造了一個很寬松的科研環(huán)境，讓我們有了明確的科研方向。”

正是依托如此互相信任、和睦友愛的團(tuán)體，2017年，由楊帆主持開展的國家自然科學(xué)基金項目“軸流泵與出水流道相互干擾的非定常流動機(jī)理及優(yōu)化匹配”進(jìn)展得很是順利。這個項目聚焦軸流泵與出水流道對軸流泵站水力性能的影響問題。在我國，軸流泵站在跨流域調(diào)水、城市防洪和農(nóng)業(yè)排灌等國民經(jīng)濟(jì)重要領(lǐng)域中均發(fā)揮著巨大作用，由此，揭示軸流泵與出水流道相互干擾的非定常流動機(jī)理就顯得格外重要。為實現(xiàn)這一目的，楊帆及團(tuán)隊在項目中以軸流泵裝置整體為研究對象，采用理論分析、先進(jìn)的流場測試技術(shù)、數(shù)值模擬和物理模型試驗等多學(xué)科融合的方式，開展了相關(guān)研究。他們首先建立了軸流泵出口速度環(huán)量與流量對出水流道水力損失影響的數(shù)學(xué)模型，給出了軸流泵出口速度環(huán)量的變化圖，獲取了軸流泵出口流場的激光測試結(jié)果，明晰了在出水流道進(jìn)口邊界條件確定時不同調(diào)節(jié)角的軸流泵后置導(dǎo)葉體對泵裝置能量性能的影響規(guī)律。依托于立式軸流泵裝置全流道的數(shù)值和試驗分析結(jié)果，他們進(jìn)一步揭示了軸流泵對直管式出水流道和虹吸式出水流道水力性能的影響規(guī)律，明晰了不同轉(zhuǎn)速各工況時軸流泵裝置出水流道內(nèi)流脈動及噪聲的變化規(guī)律，切實解決了泵與出水流道水力耦合約束的問題。這項成果不僅在提高泵站的水力效率方面具有直接的推動意義，更有利于整座軸流泵站的安全高效穩(wěn)定運(yùn)行，具有重要的工程應(yīng)用價值。

盡管取得了階段性的成功，但楊帆卻沒有太多時間沉醉在欣喜之中，他的研究之路仍在繼續(xù)，而灌排泵站的關(guān)鍵技術(shù)難題就被他和團(tuán)隊視作下一個目光聚焦的“破局點”。在實際的生產(chǎn)生活中，灌排泵站要解決的首要難題就是保證水力輸送系統(tǒng)的穩(wěn)定性和有效性，這需要精確計算各個部件的流體特性，如水泵、流道，以確保水流在輸送過程中的穩(wěn)定性和流量變化的適應(yīng)性。為此，楊帆團(tuán)隊建立了基于面元法反問題求解軸流泵的設(shè)計方法，提出了軸流泵高效可靠的優(yōu)化設(shè)計模型，并開發(fā)了8副高性能的系列軸流泵，其最高效率可達(dá)89.8%，解決了灌排軸流泵適應(yīng)水位多變、高效率、高可靠性的關(guān)鍵技術(shù)難題。而他們創(chuàng)建的多目標(biāo)多參數(shù)協(xié)同求解自動優(yōu)化方法與基于Isight的流道自動優(yōu)化平臺，正是評價、優(yōu)化灌排泵站高效進(jìn)出水結(jié)構(gòu)的理想方案。

此外，基于變環(huán)量分布控制方法，楊帆團(tuán)隊研發(fā)了3副高效對稱翼型的雙向貫流泵水力模型。他們以創(chuàng)新的高效S形彎管向“低效能”發(fā)起挑戰(zhàn)，實踐證明，結(jié)果是成功的，名義管道效率可達(dá)97.6%。不僅如此，高效下臥式S形軸伸貫流泵裝置還顯著降低了S形軸伸貫流泵裝置的耗能。針對泵站運(yùn)行的穩(wěn)定性，他們則提出了基于泵裝置能量性能數(shù)值計算的水泵疲勞可靠性的分析方法，并開發(fā)了泵裝置內(nèi)流脈動和水力噪聲的時頻分析軟件，為保障泵站機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行貢獻(xiàn)己力。

如今的楊帆不止要完成好自己的科研項目，更肩負(fù)著為人師表的教育重任。在傳道授業(yè)方面，他也小有心得：“我也是從懵懂的學(xué)生時代一路走過來的，所以我大多數(shù)時候能夠理解他們的處境。”因此，面對學(xué)生，他為自己定下了三條準(zhǔn)則：一是己所不欲，勿施于人，“對待迷茫、暫時失去方向的學(xué)生，教師應(yīng)該給予耐心的引導(dǎo)，而非武斷地將自己的思想強(qiáng)加于人”。二是兼容并包，“要懂得傾聽學(xué)生的想法，接受質(zhì)疑，允許百花齊放，不要一味固執(zhí)己見”。三是合作共贏，“學(xué)生也是科研團(tuán)隊中極為重要的組成部分，教師決不能因為其能力還在成長階段而隨意忽視他們”。在此種教學(xué)理念下，3年的全國高等學(xué)校水利類專業(yè)優(yōu)秀研究生學(xué)位論文評選和江蘇省優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文評選中，都出現(xiàn)了楊帆指導(dǎo)的學(xué)生的身影，而看著“江山代有才人出”的景象，他也倍感欣慰。

藍(lán)圖已繪就，揚(yáng)帆正當(dāng)時。楊帆的目標(biāo)始終很清晰，將繼續(xù)以其“水利萬物而不爭”的高潔品質(zhì)，堅定不移地面向國家發(fā)展重大需求，以及日益增長的行業(yè)需求，勇敢挑戰(zhàn)“逆流”，奮楫行舟。