力学家访谈录:高德利院士

来源: 作者: 时间:2023-10-08 

2023924日上午9:00,由西安建筑科技大学力学技术研究院(IMT)开展的力学家访谈,在线下成功进行。本期访谈的嘉宾是中国石油大学高德利院士。

访谈掠影

力学家访谈源于对力学家的致敬,希望以访谈的形式请他们分享自己的学术成果、科研心得、新思想,以此激励学生的科学研究激情。采访内容如下:

问:高院士您好,我叫原淼淼,是孙博华院士今年招收的博士研究生,很高兴能有此次机会能与您面对面交谈。为了能让大家对您的研究领域有一个更全面的了解,能否向我们介绍一下您的研究领域?

答:目前我负责的石油与天然气工程(简称“油气工程”)学科点,其研究生招生设置的主要研究方向有10个,大部分与力学相关,包括岩石力学、流体力学、管柱力学及渗流力学等工程力学研究。我们研究油气工程中的力学问题,主要为了揭示工程设计控制的力学机理或相关技术原理问题。虽说力学是工程中不可或缺的重要基础之一,但要最终建立一套工程技术体系时,单靠力学也是不够的,还需要借助其他相关学科知识去研究解决工程技术问题。就像你们在本科阶段,甚至在研究生阶段,会发现你们学习的专业内容是比较多的。像我从事的油气工程,作为一个应用领域,你们都可以在这个领域进行学习研究,实际上它是人类“入地、下海”面对大自然的伟大壮举,也必然面临许多挑战。我所从事的科学研究与人才培养工作,就是为了勘探开发人类经济社会发展不可或缺的能源矿产资源。

石油和天然气(简称“油气”)埋藏在地球里面,看不见、摸不着,而且分布地域广阔,从陆地到海洋。因此,我所从事的油气工程专业,是围绕油气资源的钻探、开采及储运而实施的系统工程,在工程设计与作业控制中经常会遇到各种各样的技术难题。我自己长期主攻油气井力学与控制工程方向,但目前按照一级学科招收研究生的相关要求,我的研究方向已拓展为油气田钻采力学与控制工程,其中控制工程研究就是为了不断推动钻采工程向信息化、智能化及自动化方向发展。我在力学研究方面偏重于固体力学问题研究,当然也会涉及一些流体力学问题,特别是流体作用产生的相关影响,通常把流体作为一种服役环境加以考虑,比如海洋的风、浪、流,以及在陆地或海洋钻井作业中的井筒多相流(通常是一种非牛顿流、物理化学流)。实际上,多相流在流体力学中仍属于前沿性问题,而岩石力学相关研究与应用会更多。我们和地球打交道时,会遇到各种各样的岩石,除了学会一般的力学知识之外,还要学习工程岩石力学知识,后者普遍涉及到多孔介质力学方面的知识。另外,作为流体力学的一个分支,渗流力学在油气藏工程中的应用和研究不可或缺。

问:我们都知道科学无国界,在科研道路上不能做井底之蛙,大家都应该通过更广阔的平台去开拓眼界和学识,而出国深造对于大多数人来说就是一个很好的机会。我了解到您有国外访学的经历,这些经历对您之后的科研有哪些帮助呢?

答:其实你已经将一些优点讲出来了,实际上,就我现在这个年纪来讲,谈一点人生经验的话会有不少内容。我这几年常为青年教师或学生讲点人生感悟,其中就有个“拓宽视野,提高站位”的话题。“提高站位”主要是指提高学术站位,但不能将学术约束到要达到一个什么样的效果,这样会影响你的创新思路。我从国外访学回国后,表现也是比较好的,2003年还获得了全国“留学回国人员成就奖”。我在国外连续待过的最长一段时间也就是1年,主要就是进行学术交流与合作,多次参加过学术会议活动,总的感觉国外访学经历对我来说还是比较重要的。1997年,我第一次发起并执行中国科协第21次青年科学家论坛,主题是《面向21世纪能源科技》,涉及的能源科技范围较大;1998年,我参加中国科协第三届青年学术会议,并担任学术委员会副主任兼“资源环境科学与可持续发展技术”学组组长,接触到更大的科技领域并结识了相关领域的优秀青年学者。如此等等,我通过这样一些高层次宽领域的学术活动,可以站在一个类似“凌绝顶”的高度审视和理解自己所从事的学科专业或研究方向,从而有利于坚定自己的人生抉择,也有利于增强自信心和自觉性。

总之,我认为你需要站在更高的地方,再来评价你的研究方向,结果可能会更准确一些。我觉得去国外访学这个事也是这样,我在出国之前已经完成了硕士、博士、博士后的历练,我的能力已经相当不错了。尤其是访学美国,我去了那时我们学科专业领域最顶尖的学府,我的合作教授和他的博士生们正在做一个海洋深水钻井方面的科研项目,已经做了半年多了还难以解决其中的一个力学问题(深水导管不稳定性问题),我去了很快就帮助他们解决了。这是为什么呢?主要是我在国内已经奠定了相关理论基础并具备独立从事科研工作的能力,面对美国合作教授所承担的科研项目感觉自己有能力解决这个力学问题,成功后就自然增强了自信心。经过几十年的不懈努力,我所负责的学科点的综合优势越来越大,备受国内外同行关注。在这个过程中,我们学科领域的一大批优秀青年教师和研究生(特别是博士生)做出了许多创新性的学术贡献,功不可没。

问:高院士,目前我们这边有一些新加入孙院士团队的硕士和博士研究生,都将面临选题的问题。您就硕士、博士课题选择有什么好的建议?

答:首先,对于硕士生来讲,本科阶段主要是在专业力学方面打基础,而在硕士阶段课程学习和论文研究是并重的,还是要完成一些必要的课程学习,并在教学方面进一步打好基础。在教学过程中,大家要学会放松学习,老师尽可能避免使用陈旧的教材照本宣科。尤其是关于工程专业方面的知识,技术内容更新比较快,相关教学必须与时俱进,避免下功夫学习那些现场都已淘汰了的相关技术内容。在教学过程中,主要去学习专业相关的前沿技术知识及其创新思路,注重学生分析问题和解决问题的实际能力。同时,也需要抓住一些问题和难题,去激发青年学生们的研究热情和创造性思维,当你深入了解了一个事情之后,你就会对这个事情比较关注或者比较感兴趣。

对于博士生来讲,对学位论文的要求比较高,应特别重视论文的选题以及选题后的研究过程。通常到了博士生阶段,你应该已经具备一定的科研能力,在选题方面要有充分的依据,你还要结合你选择这个学科专业的初衷,要紧密结合这个学科专业进行选题,绝不能完全脱离它。设置某一个学科专业博士点,必然会有这个学科专业的内涵及博士点的特色和优势,因此你需要结合这个学科的相关研究方向进行思考,并积极与导师进行交流,认真理解导师的相关要求或建议。在开题报告之前,你的调研工作是极其重要的,如果学位论文开题搞得好的话,则你基本上就成功了一半。如果前期调研搞得不够深入,你的开题很难抓住要点,而调研本身也是一种学习研究过程,可以了解和学习同行所取得的相关研究成果。你要了解你的同行们已经做了哪些工作,看看还存在什么不足和难题,还要理解问题的重要性,最后抓住一个主攻目标开展深入研究。当然,你也可以结合导师承担的科研项目选题,这也是很好的选题方式。每个人的情况都不一样,要根据自身情况进行选题。

在此,我也期望青年朋友们(特别是研究生)要致力于科技高水平自立自强,积极为祖国现代化建设事业做出创新性贡献,并在世界范围内敢为人先、领跑科技。