当结构受到外力作用而发生振动时,其振动过程的每一瞬间结构的运动状况是怎样的?能否对这种振动的全过程进行准确描述,能准确描述到什么程度?
这种以深刻认识自然现象、揭示自然规律,获取新知识、新原理、新方法为使命的基础科学的研究,听起来深奥难懂,但这是未来科学和技术发展的内在动力。基础科学的研究很难创新,但更需要创新。
他在基础科学研究领域里创新
彭建设教授,四川省学术和技术带头人,享受国务院政府特殊津贴专家。
多年来,彭建设教授致力于从事计算固体力学关于瞬态问题的半解析计算方法研究。说起自己的研究领域,彭教授向我们娓娓道来:“瞬态是一个运动的过程。在自然科学领域中,大到航空航天飞行器、高层建筑、桥梁,小到微、纳米量级的微机电系统,其振动问题都是一个我们必须要解决的重要的工程问题,历史上由于振动而引起的重大工程事故比比皆是。只有对工程结构的振动过程有了深入、准确的分析研究,才能指导工程设计。”
动力响应问题的数值分析是结构工程设计的重要组成部分,分析结果的好坏直接关系着工程设计的成败。而结构非线性动力分析是目前仍未妥善解决的科技难题之一。一种成功高效的分析方法,是工程设计成功的先决条件。彭建设教授主要研究领域就是探索一种结构瞬态响应问题的高效准确的计算方法。
对结构动力响应问题的研究用解析的方法计算比较精确,但在实际中能得到解析解的问题很少,绝大多数工程实际问题需用数值方法求解,离散的数值法以其适应面广而得到广泛的工程应用,但精度相对较低。
彭教授和他带领的团队,将卷积型的GURTIN变分原理和DQ法运用于求解瞬态时程响应问题, 在国内外首次提出了 “GURTIN空-时半解析法”和“DQ空-时半解析法 ”。其首创的“空-时半解析法”得到了国内外专家的广泛认可, 这种方法在研究结构振动时,在时间相关的部分用解析法,与空间相关的部分用离散的数值方法,构成半解析法,该方法尽量利用了解析法精确、高效的优势,同时又综合了数值方法应用面广的特点。 “空-时半解析法”的相关应用研究先后获得了国家自然科学基金、天津市自然科学基金、四川省教委重点科研项目、四川省教育厅国家自然科学基金预研项目,四川省科技厅应用基础研究项目等7个国家级和省级科研项目的支持。
彭教授的科研课题,先后获四川省教委科技进步三等奖1项;获四川省优秀教学成果二等奖2项、三等奖1项。十多年来,先后在《Computers & structures》、《Communications in Numerical Methods in Engineering》、《Numeric Heat Transfer》、《Applied Mathematics and Mechanics 》、《Applied Mathematical Modelling》、《力学学报》、《工程力学》、《计算物理》、《应用力学学报》、《应用数学和力学》、《计算力学学报》、《非线性动力学学报》、《固体力学学报》等国际国内学术刊物上发表大量科研论文。其中二十余篇被SCI、EI收录。专家鉴定认为其系列研究成果“具有明显的创新性,良好的适应性,广阔的工程应用前景,达到国际先进水平”。
用创新思维引领学院发展
2009年9月,彭教授离开了工作了20多年的西华师范大学,来到成都大学,谈到在成大工作的感受,彭教授用“很忙很愉快”来形容。
彭教授坦言,20多年的西华师大教师,10多年的西华师大“物理与电子信息学院”院长,西华师大的思想、文化和处理问题的方法对自己有深刻影响。
而成大,最吸引彭教授的是其朝气蓬勃,快速发展的态势,“成大由于历史的原因,相对而言底子很薄,但我在成大的每一天都感受到其处于高速发展的快车道中,在成大时时都能感受到团结和朝气,齐心协力共谋事业的干劲和氛围给人以极大的力量。”
◆ 以创新的思维倾力打造人才培养平台
“四大平台建设是成都大学培养成都经济社会发展需要的产销对路的成大造人才的一种创新的人才培养模式,能够成为四大专业平台建设之一的“汽车产业平台”建设的主体学院,工业制造学院一直在努力探索“。
工业制造学院在2011级学生中将实行两级人才培养平台,第一级平台是跨学院的大平台,学院“车辆工程”方向的汽车电子这一块与电子信息工程学院共同建设,“汽车营销与服务”方向与管理学院共同建设,以使学生学到更专业的知识。第二级平台是学院内部,打破专业限制,学院各专业学生进校后一、二年级学习相同的公共课和基础课,第三年再进行专业方向的选择和学习,以使学生能够根据自己兴趣和学习情况确定今后的发展方向,学生学到的知识更扎实,应用面更广。
“平台建设作为学校在人才培养模式上的创新,对成都大学会带来深远的影响,平台建设现在在成大还处于探索阶段,还有很多问题和瓶颈需要一个个去解决,在这个过程中,我们自身也在不断提高,重新审视和认识大学教育的本质。这是一件非常快乐的事情。”彭院长对事业的专注与热爱溢于言表。
◆ 创新型人才培养是高校的首要任务
2010年10月21日至26日,第四届全国大学生机械创新设计大赛决赛在东南大学举行,我校工业制造学院的学生们设计的“公交安全门”以其独特的结构创新,切合实际的设计,斩获2010年全国大学生机械创新大赛一等奖,实现了成都大学学生创新设计大赛中全国一等奖零的突破。在这次大赛上,我校工业学子的获奖数量和层次仅次于西南交大,向兄弟院校展示了成大的形象和办学质量。
工业学子的成功与对学院的认同让学院师生备感欣慰,这也更坚定了工业学院的办学理念和人才培养目标。
为了培养学生实际动手设计能力与应用创新能力,学院打破了过去为参赛而参赛的方式,大力组织全体学生都能参与的各级各类创新设计大赛。一年来,学院有200多名学生参加了校内机械创新设计比赛,64名学生参加了2010年成都大学大学生工程训练综合技能竞赛, 156名学生和63名学生分别参加了科技创新协会举办的第四届“鸡蛋撞地球”比赛和第二届CAD技能大赛。另外,还有四个项目获成都大学“大学生创新实验计划”立项。
“学生的动手能力,创新实践能力是衡量工科学生质量好坏的重要标准。我们以增强学生就业竞争力为核心,以机械创新设计大赛、开放实验室为平台和载体,通过培训过程和参赛过程,培养大多数学生的工程意识、动手能力、创新设计能力,以此提高学生培养质量和整体的综合竞争力。”一席话,道出了彭院长对工科学生的期望和为实现这种培养目标的所做出的努力。
◆ 学风、教风建设是提高人才培养质量的先决条件
如果说创新是工科学子的魂,那么扎实的理论和严谨的作风就是其安身立命的根本。“由于历史的原因,成都大学在学风建设上存在一些问题,学生学习的主动性较差。学校正在进行学风、教风建设,学院也从抓学生的到课率入手,结合学院文化建设,狠抓学风整顿。形成学工办、班主任、任课老师,全员抓学风的机制,这也是对学生最大的负责。”
2011年,学院以教风建设作为主导,努力推进质量工程建设,成立了院级教学督导组,从提高教师素质、狠抓教学质量上进行突破。科研是提高教学质量、促进师资队伍成长和上层次的重要手段,学院通过组建科研团队,把老师分散的研究归并到不同的团队里,集中力量,形成规模,开展高层次、高水平的基础、应用、和开发研究。鼓励和资助老师多参加全国高水平的学术会议以及国际会议,以不断拓展教师视野和素质。“对学生要求严格,首先老师要能拿得出东西啊。提高教师自身素质、责任心、使命感和教学质量。学风、教风两手抓,两手都要硬,才能从根本上提高办学质量。”
“坦率的说,我在成大工业制造学院当院长比我在西华师大当院长累多了,我们工业制造学院在学院核心竞争力和综合实力方面,较其他学院还存在一定的差距,与省内一些高校相比差距还很大,我时刻感到压力,深感自己的责任重大。成大快速发展期的起步阶段,有许多需要完善的问题,我们的工作很忙,很累,但从学校到学院,全体职工齐心协力的气氛影响和激励着我们事业的前进。”彭院长深有感触地说。(文/杨春霞)
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