他是一位年轻有为的领导者和科学家,不论是在大学校长岗位上,还是在学术研究之中。20世纪80年代攻读博士学位期间,胡海岩就开始思考振动控制系统的非线性动力学问题。此后的20多年,他坚持在这个艰深的学术领域探索。2006年,由他主持完成的“振动控制系统的非线性动力学”获得了国家自然科学奖二等奖。面对采访。他说:“这项研究还只是画了一个分号,我们仍将继续研究下去,并相信会有更多的学者涉足这一研究领域。” 20年征程:一个螺旋上升的过程 80年代中期,我国启动民用客机预先研究。课题之一是降低飞机舱内噪声。航空工业部设立了“民机噪声与声疲劳系统工程”项目。胡海岩参加了这一系统工程申的振动控制研究,尝试用具有迟滞阻尼的“金属橡胶”隔离航空发动机传递到飞棚舱的振动。在研究这一新技术的过程中,他发现了若干有趣的科学问题。将其归结为迟滞阻尼振动系统的非线性动力学;提出了这类系统的实验建模方法、动力学分析方法和振动控制方法,为发动机减振安装设计提供了依据。 90年代初,他开始关注更加一般化的振动控制系统,将已取得的进展作为“振动控制系统的非线性动力学”理论体系的一个组成部分。他认为,在对阻尼控制有了深入研究之后,应该攻克与弹性力和控制力相关的间题。1992~1994年,他在德国斯图加特大学系统研究了弹性力控制问题,完成了该理论休系的第二部分一一弹性约束振动系统的非线性动力学。他揭示了系统运动与弹性约束擦边引起的分叉机理,提出了擦边分叉附近的混钝控制方法。 该理论休系的第三部分最困难,其研究从1996年起历经10年。振动控制系统从测量振动。进行控制决策到产生控制力来抑制振动要耗费时间,从而产生测控时滞。这就像我们驾驶汽车,从研究看到目标、大脑做出反应到操纵方同盘总会有滞后。尽管这种时滞仅在毫秒级,却会使控制系统失去稳定性或控制效果恶化。胡海岩领导的研究小组提出了一套独特的数学力学方法,建立了时滞反馈振动系统的稳定性、稳定性切涣、鲁棒稳定性代数判据,发现了无限多个共存周朝振动等新现象,建立起了理论体系第三部分的框架。 这项研究在国际学术界产生了重要影响。他们在德国Sphnge—Verlag出版的专著 《时滞反馈受控力学系统的动力学》及54篇期刊论文已被他人引用920余次。研究结果被国际著名学者誉为“提出了令人耳目一新的、系统的分析方法”,“一个非常有趣的、归功于胡的分支”等。 工程科学研究:源于工程、高于工程、回到工程 胡海岩认为:“应用基础研究具有实际背景,但必须上升到科学层面去进行研究,才能获得具有普遍指导意义的结果。”振动控制系统的非线性动力学正是这样一项研究,它为振动控制研究奠定了理论基础,还将为振动控制设计中利用新的非线性动力学现象指出方向。 谈到从事这项研究的感受,他说:“工程科学研究的选题源于工程,但研究境界要高于工程需求,要把工程问题抽象成科学间题。解决工程科学问题与研究纯科学问题不同,一定要有工程思维,要结合工程假设、物理思维、数学方法、数值模拟和实验技术等,尤其要抓住问题的本质,善于合理地舍弃次要因素。最终得到的结论还要回到工程问题,经得起实践的检验。” 在研究时滞反馈振动系统的分叉周期振动时,胡海岩曾与助手们用严格的数学方法去分析问题,但遇到的繁亢数学推导几乎难以进行。这时,他发动大家分别尝试凭借不同的物理直观去探索,抓住问题的力学本质,合理地舍弃次要因素。很快,他们基于力学思想实施的多尺度法获得了简洁、漂亮的近似结果,并得到实验结果的验证。 国家自然科学奖:画上的是分号 在学术界,一项应用基础研究获得国家自然科学奖往往被认为画了圆满的句号,毕竟全国每年只有几项应用基础研究获此殊荣。面对获奖,胡海岩却在思考:我们是不是真的画上句号了?他说:“答案是仅仅画了个分号,这个领域还有许多开放的问题,需要我们继续研究下去。获奖是一个新阶段的开始,是一个更高的起点。” 谈到今后的研究时,作为南京航空航天大学校长的胡海岩风趣地说:“我现在只是个业余学者,主要向学生们学习。过去,是我告诉学生做什么,现在则是我向他们学习。学生们每天给我发邮件,不时给我谈谈新的想法,我给他们挑挑毛病,教学相长。” 问到关于这项研究成果对高校的学术研究有什么启示,胡海岩说:“创新包括原始创新,集成创新,引进消化吸收再创新。高校应该在原始创新上下功夫,求特色。南肮这几年在原始创新上很有成效,新世纪以来获得了两项国家自然科学奖,居国防科技高校前列。今后,我们要强化国防科技特色,追求更高层次的创新。” |