面向“双碳”新时代,聚力研究生新作为。为助推太阳能热利用科学技术高质量发展,为行业营造尊才爱才聚才的良好氛围,太阳能光热联盟特别开设了【研究生专栏】。
本期人物为“第十届(2020年度)太阳能热利用科学技术研究生论坛”优秀报告一等奖获得者——硕士研究生就读于西安交通大学的张智同学!
人物小档案
张智,现就读于香港城市大学(博一)。
硕士研究生就读于西安交通大学,师从孙杰特聘研究员,专业为机械工程;研究领域为抛物槽式集热器风载分析,目前已经针对抛物槽式集热器完成了多物理场耦合模型构建,分析了风载分布及其对聚光效率的影响。
已发表8篇学术论文,包括3篇SCI期刊论文(一作1篇),5篇EI中文核心期刊论文(一作2篇)。
参与了西安交通大学&美国德州农工大学暑期实习项目以及北京中核四达工程设计咨询公司、中国核工业集团子公司相关项目研究活动。
曾获第九届全国大学数学竞赛山东赛区“一等奖”、第八届山东省大学生数学竞赛“一等奖”,第五届中国太阳能热发电大会“优秀论文奖”, 2018-2019学年西安交通大学“特等奖学金”、2019-2020学年“国家奖学金”,第三届中化蓝天杯西安交通大学研究生学术论坛“二等奖”、第十届太阳能热利用科学技术研究生论坛优秀论文“一等奖”、西安交通大学“优秀硕士学位论文”。
“利用储量丰富且易获得的太阳能为人类提供可持续的清洁能源是一项具有深远影响的探索。特别是其低廉的储能成本,以及优秀的调峰能力。我们应该充分发挥太阳能热利用技术的长处,与其他能源技术结合,互补发展。”近日,太阳能光热联盟在采访“第十届太阳能热利用科学技术研究生论坛”优秀报告一等奖获得者张智同学时,他这样表示。
作为西安交通大学“优秀毕业生”,张智同学现在香港城市大学攻读博士学位。
能取得一点小小的成就,顺利进入名校继续深造,不但需要本身的努力,也与研究方法有关。张智同学表示,“在西安交通大学硕士研究期间,每当我遇到科研上的问题后,我的导师是孙杰特聘研究员总是能够循循善诱,并教我如何把难题拆分为一个个小问题去逐一解决,从而一步步最终逼近结果……这个‘方法论’对我影响甚大,在我后面遇到难题时也不会再慌张,也能学着去将复杂的问题分解。”
所以,如果说有经验分享的话,那我的体会就是,“万事开头难,在前期人人都会遇到很多问题,导致很长时间出不来结果。我觉得越是这个时候越要对自己有信心。我们导师说过,前期的研究准备是很漫长的,但是当你熬过这个坎以后,成果就会如雨后春笋。所以重要的是开头,需要有足够的耐心和信心。”
当问及张智同学从事的抛物槽式集热器风载相关研究时,他介绍,“作为目前最有前景的大开口抛物槽式集热器缺少相应的风载研究,然而大开口意味着会引入更大的风载。此外以往的风载分析多基于集热器单元,无法反映整个镜场的风载分布情况。因此,他展开了关于大开口抛物槽式集热器全镜场风载研究的课题,旨在对大开口抛物槽式集热器全镜场进行风载评估,根据不同排集热器不同的风载情况提出因地制宜的加固方法,以达到经济有效地提高镜场的抗风性能。
2020年,张智同学的《基于多物理场耦合的抛物槽式集热器风载分析》获评为“优秀论文”。这个研究构建了流体力学-弹性力学-几何光学的多物理场耦合瞬态模型,对抛物槽式集热器的风载问题展开了系统分析。
针对单个抛物槽式集热器结构单元展开了风载分析,研究发现:(1)随着风速增加,抛物槽式集热器的变形逐渐增加。研究发现,二次多项式相对于前人采用的指数方程能更好地拟合风致变形的变化规律。在低风速区内无聚光效率损失,风速进入高风速区后开始产生聚光效率损失;(2)通过对抛物槽式集热器不同跟踪方位下的风载分析发现,最大风载与最小风载的跟踪方位分别在θ=0°与270°。对比前人文献发现本研究由于模型更加精确,流场信息更加完善;(3)由于风致位移与风速的二次方关系,且位移达到阈值后才发生光学损失的光学特性,简单地采用平均风速会严重低估风致变形以及光学效率损失;(4)理论分析了风致振动现象发生原因,发现气动弹性响应存在局部发生可能性,而自激振动在典型风速条件下不会发生。
图:第十届太阳能热利用科学技术研究生论坛获奖同学与导师们合影
对于当前的规划,张智非常务实,“当前定的目标是希望自己博士课题能够进展顺利,发两篇水平较高的期刊。”
对于参加太阳能光热联盟研究生论坛,张智仍心怀感恩,“之前都是在自己学校一个人琢磨,来到论坛后结识了很多优秀的同行,相互交流学习到了很多新的东西。同时也有幸听到了很多行业大牛的报告,以前只能在学校读读他们的文献,来到论坛还可以当面请教问题,是一个很难能可贵的学习机会。”
采访的最后,他诚挚地祝福“希望光热越来越好!”
关于太阳能热利用科学技术研究生论坛:
太阳能热利用科学技术研究生论坛由国家太阳能光热产业技术创新战略联盟于2011年发起主办,以“我的研究 我的创新”为主题,聚焦国内外太阳能热利用相关科学技术前沿和研究,为广大研究生们提供展示成果和个人风采的平台,从而加强各高校和科研院所在太阳能热利用科学技术领域的交流和合作,同时也为相关企事业单位选择人才创造机会。研究生论坛先后在华北电力大学、兰州理工大学、上海交通大学、云南师范大学(两届)、天津大学、西安交通大学、北京工业大学、清华大学、中国科学院上海应用物理研究所、云南师范大学、内蒙古工业大学、浙江大学成功召开。图片
采访:董清风
审核:杜凤丽