刘庆宽:丹心报国唱大风
文/陈美芳
【人物名片】 刘庆宽,教授,京都大学工学博士,博士生导师。石家庄铁道大学风工程研究中心主任,桥梁与结构风工程方向学术带头人,兼任中国钢结构协会钢结构质量安全检测鉴定专业委员会常务理事、中国土木工程学会桥梁与结构工程分会理事、中国空气动力学会风工程和工业空气动力学专业委员会委员、住房和城乡建设部防灾委员会委员。曾荣获河北省科技进步一等奖2 项,河北省科技进步二等奖1 项,中国侨界创新成果贡献奖1 项。为河北省十二届政协委员。
他临风而行,投身学校风工程平台创建工作,皆因一份朴素的情感;他百折不挠,执着专注抗风研究,源于内心对防灾减灾的关注;他辛勤耕耘,终成就累累硕果,只因对研究的一份初心;他为人师表,对学生满怀深情……他用他的成就和精神,书写了“风中骄子”的故事!他就是石家庄铁道大学风工程研究中心主任刘庆宽。
报国之情寓风中
中国是世界上受风灾最严重的国家之一,经常是一场大风造成的经济损失就高达数百亿元人民币。
2002 年,作为石家庄铁道大学重点培养的青年学者,刘庆宽怀揣着“朴素的情感”到日本,在京都大学师从国际著名抗风领域专家,继续进行桥梁和结构的抗风研究。
“双体系”。现代学徒制的课程体系由学校课程和企业课程组成。企业课程的学习在工作现场进行,通过完成工作任务来获取相关知识和技能。双体系课程的构建有利于提高学生的实际工作能力和学习兴趣,提高人才培养质量。
当问及为什么去日本学抗风时,刘庆宽解释说:“抗风研究跟一个国家的经济发展密不可分。上一次的土木建设高潮出现在日本,并且日本经常受到台风侵袭,他们在抗风、抗震方面积累了大量的研究经验,涌现了大批的著名学者。随着我国的经济发展和建设高潮的出现,抗风研究的需求会很大。我想在这方面做些事情,这也是发自我内心的一种朴素情感。”
来到石家庄铁道大学后,经过多年努力,刘庆宽的研究可谓是硕果累累,他的风工程研究团队无疑是“硕果”中宝贵的一颗。
苏:可以这么认为,因为我们这儿的沙朗文化应该是最好的了。我们有着沙朗文化生存与传承的土壤和条件。我小时候,基本上就在寨子里,没有出去过,寨子里人口密集,基本上做活路都在一起,所以天天晚上都在跳,老少都在一起跳,七八十岁的老人都手拉着手,关系很是和谐。比如我牵着走,后面就一路牵起走了,几圈下来自然就会了。我们羌族素有“唱什么歌,就跳什么舞,有歌有酒必有舞,歌助酒兴群起舞”的传统习俗。在四月初一的“祭祀会”或“塔子会”,十月初一的“羌历年”,农历六月的“歌仙会”,以及春耕秋收、婚丧嫁娶等节庆日,都要举行不同类型的庆典和祭祀仪式活动,而且都会采取舞蹈的方式。
“许多大型建筑空间跨度大,造型奇特,根据现有设计规范往往无法准确掌握大风天气时结构的风荷载和振动情况。在这种情况下进行设计,或者结构偏于保守,造成投资的浪费;或者存在薄弱环节,易留下安全隐患。一旦遭受风灾,经济损失和社会影响将十分巨大。”刘庆宽说,应用这些抗风研究专项成果,就是为了进行结构的优化设计,既保证结构的安全,又做到经济合理。
“抗风研究比较依赖设备,没有风洞实验室,很多研究都无法顺利进行。”刘庆宽介绍说,“过去我们国家的抗风研究很少,主要是由于经济发展水平有限,‘长高大’建筑少,需求自然小。随着我国经济的发展,大跨度桥梁、高层建筑和大跨度空间结构越来越多,再加之我国风环境复杂,土木工程抗风研究的重要性也愈加凸显。”
“近年来河北省的众多大型工程,如石家庄火车站、河北体育中心、石家庄国际展览中心、各个地级市的文化体育中心等标志性建筑,我们都进行了抗风专项研究。作为我省唯一的建筑风洞,我们目前已完成了150 余项大型工程的专项研究。感觉风洞筹建和项目研究期间的诸多辛苦都没有白费。”刘庆宽说。
3.2.1 纯虚拟化场景(软件解决方案)。资源池采用KVM、VMware或XEN虚拟化平台。此场景下,网络分为底层(Underlay)网络和SDN重叠网(Overlay)网络。Underlay网络不属于SDN集中控制范围,包括非SDN接入交换机和核心交换机,将服务器、SDN网关、增值业务网元IP连通。Overlay网络是SDN集中控制范围,包括虚拟交换机、SDN网关、增值业务网元,为不同租户提供隔离的VPC网络服务。
刘庆宽参加第七届中日韩风工程国际研讨会
硕果累累迎风立
早在西南交通大学读硕士研究生的时候,刘庆宽就在《土木工程学报》《中国公路学报》上发表了文章。当时非博士和副教授以上职称(当时是讲师+硕士生)的普通高校人员,在这些学报上发表文章非常少见。
2007 年,刘庆宽结束近5 年的异国生活,投身到石家庄铁道大学空白的风工程教学和研究中。这一年,在学校党委决策的指导下,学校开始筹备建设用于抗风研究的风洞实验室。
“团队重在合作,合作重在人才。当时我们通过各种渠道考察了若干学校的博士生,从中选择了两位优秀骨干:同济大学的马文勇博士和湖南大学的刘小兵博士,并在学校的大力支持下引进到学校,组成了稳定的研究队伍。”刘庆宽介绍道。
在刘庆宽的带领下,风工程研究团队成果颇丰。团队研究领域广泛,包括大跨度桥梁、高层建筑、大跨度空间结构的风荷载、风致振动和控制城市风环境等诸多方面,既有机理性的研究,又有工程应用研究,研发了多种可用于工程实践的风致振动控制措施。这些成果发表SCI、EI 检索论文70 余篇,团队分别被邀请在国际学术大会上作特邀报告4 次,在全国学术大会上作特邀报告1 次,受日本风工程学会主席邀请撰写综述文章,发表在日本权威学术期刊上,获得了良好的学术声誉。相关成果获得河北省科技进步一等奖1 项,二等奖1 项,中国侨界“创新成果”贡献奖1项;成果编写入国家规范一部、行业规范两部。
聊起抗风研究,刘庆宽的话明显多了。
奋力扬起国际风
国际风工程学会原主席、意大利热那亚大学Giovanni SOLARI 教授留言为:“我在访问一个前沿的实验室和一个优秀并充满激情的风工程团队,他们充满激情的高水平的研究成果令人难忘。”
国际风工程学会主席、美国工程院院士、美国Notre Dame大学Ahsan KAREEM 教授参观完风洞后评价说:“刘庆宽教授的团队拥有令人印象深刻的研究设备,完成了高层建筑、大跨度桥梁、大型体育场馆及高耸烟囱等大量的工程结构风荷载研究。在进行广泛的风荷载研究方面,他们的风洞大概位居世界前列。我认为,这里的师生都很专业,并且乐于与国内外同行进行交流,希望你们保持目前良好的研究状态,继续前进。”
2013 年,石家庄铁道大学承办了中日韩风工程国际学术会议,这是该会议首次在我国举办。
刘庆宽作报告
2016 年10 月,由河北省自然科学基金委员会主办、石家庄铁道大学承办的“桥梁及结构风工程国际前沿学术研讨会”召开。三任国际风工程学会主席和中、美工程院院士到会进行学术报告和交流,并对团队的研究规划和学科发展给予了肯定。
一路车稀人少,不足20分钟,东湖便到了。罗爹爹练拳的树林边,已经有好几个爹爹婆婆在活动。东湖地旷,四下空气新鲜,是晨练的好地方。四周的居民得此地利,喜欢来此锻炼。湖岸开阔,晨雾起时,经常看不到远岸。树林散布四围,东一簇西一片。晨练的人们,撒在湖边树下,只如星星点点。
刘庆宽十分重视国际交流,课题组基本每年都在参加国际会议,与国内外同行保持密切的交流。
“那段日子十分艰苦,没日没夜的。除了工作上的困难,还要承受各方面的压力和磨难。”谈起筹备建设实验室的那段时光,刘庆宽说,“好在有各方的协助和支持,我们考察了国内外很多风洞实验室,又请权威专家一起反复论证设计方案。为节省建设经费,光钢材供应商就考察了50 多家,最终选择了性价比最好的一家。”经过一年半的努力,实验室终于建成并投入使用。
2016 年10 月13 日,时任国家副主席李源潮莅临石家庄铁道大学,到风工程研究中心视察,充分肯定了风工程团队在服务国家经济建设和区域发展上所做的成绩,并鼓励他们继续努力,为国家建设作贡献。
“细胞核——系统的控制中心”选自人教版高中生物《必修1·分子与细胞》。教材先以资料分析的形式从科学史推理出细胞核功能,再引入细胞核的结构,渗透着“结构与功能相统一”的生命观念,并在真核细胞结构模型的制作中体现模型与建模思维。
刘庆宽与外国友人在一起
薪火相传风正劲
虽然在研究上已取得了令人满意的成绩,但刘庆宽的成果不局限于此。出身于中医世家的他,自幼深受中国传统文化熏陶和慈严并重的家风的影响,他把中华传统文化与现代职业精神结合在一起,授业传教,希望通过言传身教,把学生培养成“有情有爱、有智有识、做事认真的人”。
而来自凉州区云昌镇中沟村的西红柿种植户张万鑫给我们算了一笔细账,过去,冲一次水,肥料成本在230元左右,而用“亲土1号”后,冲一次水只需100元,全年来看,过去每亩用肥成本有2500-3000元,而现在只需1000-1500元,而且西红柿品质提升后,平均每公斤还可多卖0.2-0.3元,真正做到了提质又增收。
风工程研究中心整座楼没有保洁,专门制定了卫生打扫规范,每处需要打扫的地方、需要打扫到什么程度,都一一拍照并标注。“实验数据的准确性、研究报告的科学性,与一个人的行事风格是高度相关的。”为了培养良好的习惯,刘庆宽要求学生在正式场合要穿正装,电话邮件必须规范,即使发条短信,从称呼到署名也都要完整无缺,“拿出职业的态度,才会有好的职业效果。这些看似表面的东西同内在因素是互相影响的。有每个环节的严谨,才能保证整体结果的可靠。”
方案中聚合物分子量为2000万,浓度为1500mg·L-1,体系粘度为 40mPa·s,注入量为前置段塞注入0.01PV,主段塞注入0.3PV,后置段塞注入0.2PV,注入速度为 0.12PV·a-1。方案 1~5用于分析表面活性剂的界面张力对驱油效果的影响,方案6~10用于分析表面活性剂影响下的毛管力对驱油效果的影响,方案10~15用于分析表面活性剂吸附浓度对驱油效果的影响。
刘庆宽利用假期专门完成了一本教学生做事规则和交往礼仪的书。“写的都是小故事。把这些年带学生和对外交流过程中发现的问题一一记录下来,作为学生从入学到毕业到进入职场过程中的参考。”
润物无声。学生在这样的环境中养成的良好习惯逐渐显出成效,他们毕业后有的远赴海外继续深造研究,有的在企业崭露头角。对于拥有研究者与教育者双重责任的刘庆宽来讲,研究和学生都是他的“成果”。
情怀植根于心。“我们的研究和教学,都应该是让大家工作生活得更好,这应该是坚持的目标。”刘庆宽说,“教育不是把人教育成‘聪明人’,去利用各种政策的空子投机钻营获私利,而是培养成有目标、讲规则、重成效的人。”业余时间,他还会通过各种渠道做科普,传经验,提建议。他这样诠释自己对爱的理解,因为心中有爱,才愿意研究风,才乐意倾注心血培养学生,才会将自己的经验和想法表达出来,才会在抗风研究的这条路上一直走下去。□