发布日期：2023-06-02
【科技英才】郭万林：以赤子之心攀登科研高峰
【科技英才】郭万林：以赤子之心攀登科研高峰
发布日期：2021-06-23 20:32
“科学没有国界，但科学家有自己的祖国。”在每周的学术组会上，中国科学院院士、南京航空航天大学航空学院纳米科学研究所所长、国际前沿科学研究院院长郭万林常常与师生们讨论的，就是“原始创新”“核心技术”。
家国情怀是一种传承
1981年，郭万林进入西北工业大学学习,遇到了他的学术导师和人生楷模--我国航空事业的奠基人之一黄玉珊先生，成为黄先生的关门弟子。黄玉珊一生航空报国的爱国情怀像一粒种子，在郭万林心中默默地扎下了根。
20世纪80年代，正是国际航空界把断裂力学用于飞机结构损伤容限设计的黄金年代，黄玉珊为了促进损伤容限设计在我国航空界的应用，在西北工业大学专门成立了飞机结构强度研究所。
在导师的引导和鼓励下，博士期间郭万林选择并攻克了三维疲劳断裂理论这一世界难题，毕业后以特邀专家的身份受邀到澳大利亚莫纳什大学和澳大利亚国防科学技术组织专家中心工作，帮助解决某型飞机的疲劳开裂问题，把西方国家使用的二维疲劳断裂分析方法和软件发展到解决三维结构问题，研究成果收入澳大利亚国防科学技术组织的DSTO报告和美国NASA报告等。
在澳工作期间，郭万林申请的国家自然科学基金委杰出青年基金获得批准，便携家人回国。在以后的教学中，郭万林也特别注重对学生品行的要求和精神的传承教育。
作为一名科研工作者，一路走来，郭万林深深地感到，只有把自己的工作和国家的需求紧紧联系在一起，自己的工作才有价值，自己的人生才有意义。
不畏难题迎难而上
郭万林进大学不久，系主任带领新生第一次参观实验室。正当大家对一款大型试验机惊叹不已时，系主任取下上面一根铁丝拿到同学们面前，说力气再大的小伙子也扯不断，但是给个力气小的女孩反复折它，就能折断。也就是说，航空材料光有强度不够，还得有抗疲劳性能。这就是郭万林第一次接触到的“疲劳断裂”概念。
当时，国内的损伤容限设计刚刚起步。郭万林仔细研究后发现，仅仅厚度不同,含裂纹试样的承载能力就有几倍的变化,裂纹疲劳扩展寿命的变化则高达数倍至上百倍。当时，国际上飞机结构材料疲劳断裂性能的试验标准、抗疲劳断裂分析和设计方法，都是建立在简化的一维、二维问题的理论基础之上。使用这些理论和方法，无法解释上述厚度效应，更不能从实验室的材料性能数据预测实际三维飞机结构的疲劳断裂性能，不得不依靠大量的积木式的各级试验进行设计。认识到这种情况，郭万林选定了三维疲劳断裂为研究对象。他经过深入研究，发现过去无法求解的三维弹塑性裂纹问题，可以利用离面应力约束因子的有限特性和裂纹端部场的奇异性分析，化解为可解的问题，这就是后来被国际上称为“郭因子”的三维约束参数的有限特性，这让他在国际上率先获得了对三维弹塑性裂纹问题的理论解。
在理论突破的基础上，郭万林带领团队建立起一整套飞机结构抗疲劳断裂设计方法，用于多种飞机型号的设计，并经受了我国自主设计制造的先进飞机型号的全机疲劳断裂试验的考核。用三维疲劳断裂的评估结果与其后完成的全机试验结果完全一致，受到飞机研制方的充分肯定，被称为该领域的重大技术创新。
做原创性基础研究
郭万林不仅与“三维断裂”结缘20多年，还一脚踏进微观世界，在纳米科技领域做出了不凡的成绩。
1999年，郭万林受聘为国家“长江学者”特聘教授，到南京航空航天大学开展交叉学科前沿及其在未来空天技术中的应用研究，开辟了纳尺度物理力学和纳智能材料器件研究的新领域，创建了南京航空航天大学纳米科学研究所和纳智能材料器件部级重点实验室并任所长和实验室主任。
经过十几年在纳米科技领域的持续研究，郭万林和团队在纳智能系统，纳器件原理设计和能量转换、能量耗散、驱动原理等多尺度、跨尺度物理力学研究方面做出一系列创新工作。他提出了低维体系局域场和外场耦合的概念，构建了低维材料结构力-电-磁-热耦合的物理力学理论体系，发现了流-电耦合新效应和流体传感新方法，提出了自上而下制造亚纳米结构的新途径。部分成果获2011年国家自然科学一等奖和2012年国家自然科学二等奖。
“科研问题是永无止境的，全世界没解决的难题，我们能否去解决，能否最先解决？”郭万林表示，做科研只有第一，没有第二，一定要做原创性研究。（作者：何佳芮 王琴 编辑：谢长美）
分享到：