师道新语 | 王连平:希望下一个五年,在南科大续写更多精彩的故事
2023年04月06日 人物

【编者按】人才是第一资源,创新是第一动力。在南科大校园里,有这样一群不忘初心、无私奉献的老师:他们是学生成长的引路人,带领学生遨游知识的海洋,给他们带来春日暖阳般的关怀;他们是勇闯学术“无人区”的科学探路者,不断攀登科学的高峰。“师道新语”栏目聚焦在教学、科研、育人等方面成绩突出的老师,通过深入采访,弘扬师德师风,以榜样的力量进一步引领全校师生教书育人、专注科研的精神风貌,在全校营造尊重人才、尊重创新的良好氛围。

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“南科大和深圳这一片与海外不一样的土壤,为我的研究带来了挑战,更提供了许多前所未有的机会,有些科研工作也只有在这里才能生根发芽。”2017年12月底,在美国生活了三十多年的王连平选择加入南科大,开启相关领域在应用方向的探索,如计算流体力学软件开发等。五年来,王连平在南科大书写了怎样的故事?回首走过的这段人生旅程,他又有怎样的收获与感悟?让我们一起走进力学与航空航天工程系讲席教授王连平的南科时光。

做科研要厚积薄发

近期,王连平课题组在流体力学介观计算方法边界条件误差分析、可压缩湍流介观模拟方法优化、非球形颗粒与流体相互作用、液滴在湍流场中破碎动力学等多个难点科学问题上取得了突破性成果。2023年以来,在不到三个月的时间里,课题组已经有11篇SCI期刊论文发表或被接收。

多项成果的集中爆发产出,是王连平带领课题组长期科研攻关、厚积薄发的结果。回国以后,王连平主要从事介观方法与湍流多相流领域的前沿工作。他的研究兴趣主要集中在两个方面:一是从理论高度去认识基于玻尔兹曼方程的介观计算方法,解决介观计算方法存在的问题,拓展它们的应用领域;二是将介观计算方法当作湍流多相流的直接数值模拟方法,为某些自然现象和工程应用问题(如气象增雨、城市环境模拟、病毒气溶胶传播、泥沙沉积输运、大型风洞维护)提供建模思路。他和研究生主导其中的基础研究,课题组RAP和博后参与相关应用研究如化工过程、大气对流、土壤渗流等。王连平开玩笑说:“我们是管天、管地、管化工。”

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左:王连平在日本神户的国际多相流会议上做学术报告;右:课题组博士生Kairzhan在同一个会议上介绍学术成果展报

“科研需要经得起时间的检验,现在发表的工作10年后学者们自然会去评价其原创性、完整性和重要性。”他在博后工作期间通过直接数值模拟方法计算的两项关于湍流的发现,在后来都被实验验证。不害怕失败,不急于求成,相信所有认真对待的经历都有助进步,是王连平做科研时的乐观心态。“我尤其自豪的是和博士生一起做的理论工作。”在王连平的课题组,有三个常被提起的问题:“能否在博士阶段做出让自己30年后也自豪的工作?”“选课的时候能否也发挥一下异想天开的能力?”“能否在听别人报告的时候发掘出理论问题并去解决呢?”这是王连平根据自己在博士生阶段的经验,对研究生同学提出的三个挑战。读博期间,王连平取得了丰富的科研成果,不仅博士论文的理论部分拥有较高的引用量,在做课程项目期间的一个异想天开的问题也让他在Physics of Fluids 上意外发了三篇论文,而在旁听教授间合作组会的时候,好奇心驱使他发现了一个随机模型中的理论问题并进行了回答,又收获一篇SCI论文。他认为,不断发现问题、解决难题的过程,可能正是科研生活的独特与迷人之处。王连平扎实又极具想象力的科研工作方法,也正在不断影响着新一代的南科学子。

以悉心指导助力年轻人成长

四月的南科大,春暖花开,到处都洋溢着希望的气息。而对王连平来说,这更是一个收获的季节。

“来南科大以后,我指导过的学生中已有一名博士和两名硕士毕业,今年也即将迎来两名硕士生和三名博士生毕业。”讲到这里的时候,王连平的眼睛里充满了自豪,这大抵是一个老师最有成就感的时刻。同时,作为“优秀书院导师”,王连平一直用心呵护、精心指导本科生,他的书院导师组连续四年获评致新书院“最具活力导师组”,指导的学生中有三位成为致新书院优秀毕业生。

图片2.png王连平与学生在一起 

培养学生的科研兴趣,对处于不同阶段的学生因材施教,帮助他们逐步提高科研能力,是王连平的工作重心:“对科研感兴趣、有信心了,工作主动性和独立解决问题的能力才会锻炼出来。”2018级博士生董志强刚刚进入课题组时,对相关领域方向几乎完全不了解。硕士阶段,他在哈工大的研究方向是航空发动机,与介观计算流体力学相去甚远。在王连平的耐心指导下,董志强不懈坚持了将近三年,创新性地引入“隐藏误差”这一概念,为LBM(格子玻尔兹曼)方法准确模拟复杂流动提供了重要的理论分析方法,同时也为LBM方法中曾经遇到的一系列令人困惑的问题找到了根本原因。“王老师是一位治学严谨的学者,对待学术一丝不苟、对科学问题洞察秋毫、对细节把控精益求精,这些都对我的科研之路产生深远的影响。我的第一篇期刊论文也是在王老师的反复斟酌,逐字逐句地修改后才被顺利接收的,这对我来说意义重大。”董志强回忆起跨专业方向读博的这段日子,十分感谢王连平的指导和鼓励。

和学生一起做理论推导和逻辑分析,耐心修改每一篇学生论文,站在学生的角度去理解他们需要的成长过程,帮助他们建立科研自信心,王连平说:“我认为,课题组最大的成功,就是把没有多少科研经历的年轻人培养得喜爱做科研。另外,一个学生即使没有做出突出成果,我也希望他在课题组的经历,对他理解科研和人生成长有所帮助。”南科大有许多本科生参与科研,王连平支持同学们在学好本科课程的前提下,利用南科大良好的条件,去体验科研的过程,读读经典的原始文献,体会学科体系建立和发展的历史。他自己读本科的时候,就喜欢去理解所学知识背后的逻辑,也喜欢寻求多个角度去理解问题,培养了很好的自学能力,同时培养了有幸福感的自律。

科研之外,王连平也常常召集同学们一起锻炼身体,与大家分享自己求学科研路上的经验和故事。他是一名资深的太极爱好者,每天下午5点,在工学院北楼7楼外的平台上,王连平和同事、学生们都会在这里练习并探讨太极。此外,他还时常带领同学们参与户外活动,攀爬塘朗山、漫步仙湖植物园,沿着大沙河徒步至深圳湾公园……“许多课题组的学生有时从早到晚都在推导公式,除了吃饭就没出过办公室。保持一定的兴趣爱好,有适当的调整方式,这也是一名科研工作者的必备武器。”王连平希望同学们可以在科研的同时强健体魄,在保持身心健康的同时磨炼意志。

 建立一支跨学科、国际化的团队

王连平在美国有26年的大学任教经历,回国后,他更加追求以身作则,努力做好科研、教学、服务工作,并希望大家从他的工作热情中有所感悟。王连平课题组实验室名为“多相流交叉应用实验室”。这里的交叉有双重含义,首先研究方法如直接数值模拟需要物理、数学、计算科学、工程应用等方面的知识交叉;同时,湍流和多相流的应用背景交叉也很多,课题组涉及化工过程、大气对流、土壤科学等具体应用。在他自己的研究生涯中,也曾和大气科学家、土壤科学家、应用数学家有过成功的合作。

为了让大家适应这种跨学科交叉,他会时常邀请合作者来课题组访问:“就算领域并不一致,外部的交流也可以给科研工作者提供经验,梳理自己的研究逻辑,或是协助脱离惯性思维的陷阱。”此外,在每周定期的组会交流中,成员们也进一步拓展了知识面,培养了开放的心态和好奇心。这也是王连平课题组能循序渐进、稳步发展的重要原因之一。

1680775715716.jpg左:Farzad准备的文化茶歇通告;右:课题组文化茶歇照片

除了研究方向以外,王连平的课题组也颇有一些国际化特色。课题组陆续有来自法国、哈萨克斯坦、伊朗的学者,也有在新加坡和香港学习的联培博士生,目前还有和波兰和美国学者的合作项目。国际化的科研学习环境,锻炼了同学们的对外交流能力。王连平有时会问他的研究生:“你们应该如何准备好自己,到时候才能主动积极地与来访学者进行交流呢?”在这个课题组,所有的组会报告都用英文讲述,伊朗博后Farzad还张罗了课题组“国际文化茶歇”,大家闲坐下来聊过人生的意义、交朋友的技巧、家庭人际关系等等有趣的话题。课题组的董志强同学说,他初进课题组时,面对突然的语言转变有一些不适应,但在逐渐接受了王教授营造的英文环境后,开始尝试用英文做组会报告、和外籍学者交流,表达能力就在这样的潜移默化中提升。

1680775623288.jpg王连平2023年3月在斯德哥尔摩跨学科学术研讨会上。左:做报告;右:茶歇时自由交流。

新冠疫情已经过去,2023年王连平课题组迎来一系列国际学术交流机会。他刚刚参加了在瑞典斯德哥尔摩举办的一个以“湍流中颗粒动态演化”为题目的小型跨学科研讨会。本周,他正带领课题组4位成员参加在日本神户的国际多相流会议。今年他计划邀请几位国外知名学者来课题组访问,同时计划参加在兰州大学和奥地利维也纳的国际学术活动,并准备年底去波兰华沙讲学交流。王连平希望通过这些学术交流增进国际学者对南科大的了解,丰富学术思路,增进国际学术合作。

“我们只想静悄悄的做事。我做事情比较慢,可能与有时过份强调短期目标的普遍社会心态不完全一致。但是以每五年为周期,自我回顾总结一下,这是值得的。”王连平这样评价自己。相信下一个五年,他会与南科大一起续写出更多的故事。


人物档案:王连平,南方科技大学力学与航空航天工程系讲席教授,科学与工程计算中心主任。美国物理学会和美国机械工程师学会双会会士。1990年获美国华盛顿州立大学机械系流体专业博士。先后获得国家自然科学海外杰出青年基金,二项国家自然科学基金重点项目,国家自然科学基金外国资深学者研究基金。主要研究方向为湍流、多相流体力学、计算流体力学。迄今在J. Fluid Mech.、Annu. Rev. Fluid Mech. 、 J. Comp. Phys. 、 J. Atmos. Sci.、Phys. Fluids 等领域内重要期刊发表SCI收录论文近190篇。先后开设《高等计算流体力学》、《多相流体力学》等课程,入选爱思唯尔2021和2022中国高被引学者榜单。


供稿:力学与航空航天工程系

采写:史露静、杨鹭鸣

编辑:杨奂彦


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