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王树青:用心描绘工程世界里的那抹海洋蓝

2017年12月04日 21:54:00 来源: 中国海洋大学 作者: 字号:TT

求学:从立志家乡港口建设转向海工研究

1993年夏天,高考结束后,一向化学成绩优异的王树青在填报志愿时却选择了青岛海洋大学的港口航道及治河工程专业,此举令周围的老师和同学颇感意外。“我们的家乡紧邻滨州港东风港区,当时省市都提出要大力发展建设滨州港,毕业后正好可以回去从事港口建设工作”,面对众人当年的疑惑,王树青如此解答。就这样,在工程学院成立的第一年,他迈进了青岛海洋大学的校门,从此与海洋工程结缘。

王树青的家乡隶属山东省滨州市无棣县,虽然靠海,上大学前他却从未见过大海。新的求学之地青岛不仅给他提供了接触大海的机会,也让他有幸学到许多涉海的专业知识,侯国本等老一辈科学家在港口航道建设方面的卓越成就更是增强了他对所学专业的信心和自豪感。大学期间,无论是在课堂上学习理论知识,还是前往天津港、青岛港开展实践实习,王树青凭着自己的勤奋和刻苦,一直表现的十分优异。1997年本科毕业时,他被保送为本校的研究生。“当时也做好了回滨州工作的打算,一心想用自己所学为家乡的港口建设尽一份力。”王树青回忆说,自己的父亲很开明,觉得在农村出一个大学生不容易,如果有机会继续读研究生就更是难得,“父母支持我继续读书,回家乡的想法也就暂时搁置”。

攻读硕士研究生期间,在郭海燕、刘德辅两位导师的悉心指导下,王树青在鱼山校区的海洋防灾研究所度过了一段充实而又快乐的时光,也正是在这里他由海岸工程转向了海洋工程的研究。从海洋输液立管的设防标准,到振动特性分析,老师教的仔细,学生学的认真,不知不觉间,王树青喜欢上了这一在他人看来有些单调枯燥的科研工作。“研究所的空间虽然不大,但师生之间相处融洽。刘老师时常邀请我们去他家做客,他做的罗宋汤非常棒。”忆起20年前的那段求学时光,王树青表示,正是在老师们的关怀与教导下,在宽松科研氛围的熏陶中,他才得以不断进步,并培养起对海工研究的兴趣。2000年硕士毕业时,他已发表了1篇SCI论文,2篇核心期刊论文。

“硕士毕业,又面临着人生的选择。”王树青说,他依然没放下回家乡建设的念头。但经过一番思想斗争后,他最终选择了在科学研究的道路上继续前行,跟随李华军教授攻读博士研究生。“李老师有海外学习和科研经历,有系统的科研思维和开阔的研究视野,能够及时跟踪、把握科学研究前沿。”谈及当年对导师的印象,他这样描述。

2000年,李华军教授团队受埕岛油田委托,对其中心二号海洋平台存在的过度振动问题进行诊断,并期望给出治理方案。为了获取第一手资料,当年冬天,受导师指派,王树青和其他团队成员一起顶着寒风,多次登上海洋平台布设传感器,检测平台振动情况。“冬天风浪大,振动明显,更有利于发现问题。”为了检测到详实数据,王树青每次都在平台上工作近一周的时间。在传感器设置方面,他和团队成员按照一层对角4个测点进行排列,共铺设了上中下三层,为全面详细诊断平台振动情况提供了保障,经过多次测试,最终获得了丰富可靠的数据信息。在导师的带领下,他们经过多次理论分析、数值模拟和模型实验研究,最终找到了导致海洋平台振动过度的原因,并提出了科学合理的治理方案。“如果再治理不好,油田计划把这个平台拆了重建。令油田方面惊讶的是,采用我们的方案,花相对较少的钱就解决了这一困扰他们多年的安全隐患。”王树青说,通过参与这一科研项目,让他更加懂得从事海洋工程研究,惟有俯下身子,脚踏实地的开展工作,才能切实解决生产实践中的技术难题。依托相关研究项目,在读博士的三年时间里,他先后发表了3篇SCI论文,并获得了多项奖励。特别是2004年,作为主要参与人申报的“浅海导管架式海洋平台浪致过度振动控制技术的研究及工程应用”荣获国家科技进步奖二等奖,这不仅成为他科研生涯中的重要节点之一,也更加坚定了他在海洋工程研究领域继续跋涉前行的信心。

 科研:每六年一个新台阶

2003年夏,王树青博士毕业的时候,恰逢中国海洋大学工程学院新设立了船舶与海洋工程专业,面临师资不足的压力。此时的他,又一次站在了职业选择的十字路口。“这次目标很明确,计划去高校或科研院所从事研究工作。”经过严格的选拔和面试,他最终留在了母校,和他熟悉的团队成员一起继续从事自己热爱的海洋工程研究和教学工作。

参加工作初期,王树青主要从事了涉海工程设施全生命周期过程中的安全与防灾技术体系构建工作。经过他与团队成员的不懈努力,发展了基于结构振动响应信息的系统动力特性识别技术,提高了模态参数识别的精度;发明了海洋平台结构整体动力检测新技术,推动了海洋工程结构的安全检测与健康监测技术的发展。2010年,“海洋工程安全与防灾若干关键技术及应用”获得国家科技进步奖二等奖,作为主要参与人之一,王树青的名字依然在列。也正是在这一年,他入选“教育部新世纪优秀人才支持计划”,作为其中一个课题的负责人参与申报的国家“863计划”海洋技术领域重点项目“基于振动检测的现役海洋平台结构安全评估技术研究”获批立项,他主要负责海洋平台结构的损伤诊断和模型修正技术研究。

在海洋平台等大型海上结构物的健康检测过程中,往往存在两方面的约束和挑战。一是用于检测振动的传感器只能布设在结构物的部分区域,不能实现100%的全覆盖,例如水下部分布设就比较困难;二是传感器在测量过程中,会受到周围各种噪声的影响,把一些无关的干扰也记录下来,这无疑给结构物自身振动特性的识别增加了难度。鉴于上述挑战,王树青申报了国家自然科学基金项目“融合噪声处理及不完备模态测试的海洋平台结构损伤检测”。历经三年研究,他成功提出了融合噪声处理和不完备模态测试的海洋平台结构损伤诊断新方法,极大提升了环境荷载激励下大型海洋结构物健康检测的技术水平。

从2004年首获国家奖,到2010年再获国家奖,及至2016年成为“国家杰青”,在科学研究的道路上,王树青谨记三位导师“老实做人,踏实做事”的教诲,以平均每六年跃上一个新台阶的速度砥砺前行。

“突破深水关键技术,大力发展海上油气资源开发关键装备”是国家《海洋工程装备制造业中长期发展规划(2011-2020年)》的重要内容之一。在这一背景下,2016年,王树青申报的“海洋结构健康监测基础理论及应用关键技术”项目获得国家杰出青年科学基金资助。谈及未来5年中,这一研究的预期目标,他头脑中有一幅清晰的蓝图,“阐明深海结构系统整体耦合作用机理,明确极端环境作用下深海平台系统的破坏模式,建立基于性能监测信息的结构安全防灾技术,为深海资源开发安全保障提供理论指导与技术支撑”。与此同时,在专著编写、专利申报、团队建设和人才培养方面,他亦有科学的规划。

教学:做一名严慈相济的教师

“作为一名大学教师,既要做好科研,也要搞好教学。”王树青坦言,在教学这条道路上,他经历了一个逐步摸索的过程。“早期对学生还是批评的多一些,鼓励的少一些。后来,发现效果也不是很好。”于是他就反思自己上学时,老师是怎么教育自己的,慢慢地转变培养方式,尽量为学生营造宽松融洽的学习氛围,但该严的时候,也一定会严格要求。“我现在相对平和了很多,是严慈相济”,他笑笑说,我不会要求研究生几点之前必须到实验室,也不会规定他们在老师没下班之前不准离开,“但是,你既然选择了读研这条道路,就要投入大量的时间和精力在里面。投入研究的时间不够,即使你很聪明,也是做不出优秀的研究成果的。”在学生杜君峰眼里,王树青表面很“冷”、很“学术”,但交流起来,还是很温和的。“一开始觉得他好严肃,太‘学术’了。接触多了,就觉得很好相处,很随和的一个老师。”杜君峰坦言,“我们经常没有王老师来的早,但他榜样带的好,我们心里也有压力。”“严也好,慈也罢,都是为了培养学生。希望学生在读书期间得到应有的科研训练,把他们的科研素质和能力培养起来。”王树青表示,这是他多年为人师者的心得总结之一。

《流体力学》、《波浪力学》是王树青主讲的两门课程,前者曾于2008年获评校级精品课程,为了教好这门课程,他可谓费尽了心思、下足了功夫。“这门课用到的数学知识、力学知识较多,而且有大量的公式推导,不仅难,而且有些枯燥、单调。”曾经上过这门课的学生宋宪仓回忆说,“王老师备课很好,公式推导清晰,还有动画、影像教学。”

《流体力学》是海洋工程类专业的一门重要基础课程,结合该课程对数学知识、理论力学知识要求较高的特点,王树青创造性地构建起了以“预备知识-基础理论-工程应用-实验教学”为内容的课程体系架构。在多媒体教学中,他充分吸收传统板书授课的优点,创设“步进式”教学法,并穿插一些重要海洋工程的影像、视频资料,增强学生的感性认识,激发大家的学习兴趣。为了避免课堂教学的单调、枯燥,使理论教学和实际应用更好地结合,他还别出心裁地编制了“趣闻流体力学集”,上过这门课程的学生,大都记得他在课堂上介绍的那些有趣的现象,如足球场上的“香蕉球”、高尔夫球表面为何布满小坑、两船高速并排行驶会发生什么样的事故等,皆在启发学生思考中使其领会了课堂所学。2007年,王树青结合从事这门课程教学的经验积累,撰写了《高等学校工科流体力学教学手段改革的思考》一文,刊发于《中国海洋大学高教研究》上。在《波浪力学》教学中,针对适用于海洋工程专业学习的教材匮乏的现象,他边教边思考,经过多年的梳理和总结,于2013年出版了《海洋工程波浪力学》一书,这本书既融合了他多年来从事海工研究的重要成果,也蕴含了他对波浪的独特判断与理解,既可以作为初学者的入门教材,也可以作为研究生的学习指导用书,深得学生的喜爱和同行专家的好评。

“老师首先要发自内心地喜欢这门课程,愿意花精力去建设这门课程,并认真准备每一堂教案,把它建设得有声有色,学生就愿意去学。”教学相长,王树青说,这便是他在教学中收获的成长感悟。

未来:不忘初心,逐梦前行

审视当下我国海洋工程技术的水平和实力,在近浅海领域与发达国家相比几乎是比肩同步,已经没有太大差距,但是在深水领域差距却非常大。据王树青介绍,以海洋油气资源开发为例,我国的自主开发能力还局限于水深200米以内,在这个范围内我国可以自主设计用于油气田开发的海工装备。但在深海浮式海洋平台等高端海洋装备的设计研发方面,我们国家还有很长的路要走。

“选择科研事业,就要为它牺牲时间,坚持不懈地做下去”,王树青表示,对科学研究的那份热爱和责任感是支撑他不断前行的动力。谈及下一步的打算,王树青表示,近期的计划是按照基金计划书,完成预期的科研任务和目标。更长远的理想和目标是:不忘初心,逐梦前行,契合国家建设海洋强国的伟大进程,在海洋工程结构安全与防灾方面做出更多创新性的理论和技术成果,使工程世界里的那抹海洋蓝更加明亮耀眼。

[责任编辑:魏金蕊]

王树青教授 海洋工程 流体力学 科学研究

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