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潘俊杰:液压全可变的发现之旅(机械学院加拿大滑铁卢大学博士联培)

发布时间:2019-02-26  发布作者:  点击数:


20176月,我有幸通过了国家留学基金管理委员会的评审,获得了国家公派留学资格,留学学校为加拿大滑铁卢大学,留学期限为12个月。同年10月中旬,我终于等到了加拿大的签证并立刻赶赴加拿大开始了为期一年的留学生活,留学期间,我不但体验了滑铁卢大学浓厚的学习氛围、感受了国外导师Amir Khajepour教授严谨务实的治学态度、结识了友善风趣的国外友人、更是切身体会了加拿大的风土人情,让人感叹不虚此行。


一、水卢里的珍宝——滑铁卢大学

滑铁卢大学作为加拿大发展最快的学校,只用了十年时间就跻身加拿大名校的行列,并且连续多年综合排名都位于加拿大前三。滑铁卢大学位于加拿大安大略省滑铁卢市,该校于1957年由格里·哈格博士和艾拉·湾·尼德尔斯共同创立,在国际上都享有很高声誉,我也是有幸能够进入该校进行联合培养的学习生活。

滑铁卢大学的校徽及大门

在赴滑铁卢大学学习之前,我就听已经留学归来的师兄讲过,滑铁卢大学其实就在“水卢”村里面,当时我还有点奇怪,什么是“水卢”村呢?等到我真正到了滑铁卢大学以后,才发现,这里真的感觉像是一个与世无争的小村庄一样,宽敞的马路上很少看到行人,周遭的房子也是低低矮矮的,附近有小湖泊、有大片的草地、有高矮起伏的小山丘,整个滑铁卢校区附近给人的感觉就是个小村落一样的,也因此被许多留学生戏称为“卢村”。

滑铁卢大学与湖南大学在校园构造方面有异曲同工的地方,二者都没有围墙,只有标志性的建筑在学校大门口,因此,刚到滑铁卢大学的我就倍感亲切。滑铁卢校园里面有很多栋科研院楼,比如计算机研究所、高分子研究所、纳米研究所等等,走在滑大校园里就能感受到浓郁的科研气息,事实上,滑铁卢大学有六个学院,分别为医疗科学院、文学院、数学学院、工程学院、理学院、环境学学院,每个学院都有自己的科研机构,并且通过对外教学、科技转化和进阶培训等方式服务社会,而合作教育(CO-OP)是滑铁卢大学办学的一大特色和强项,雇主和学校共同合作,定向培养,造就了滑铁卢大学全北美最大的合作教育基地的美称。

滑大一景

除了浓郁的学术氛围,滑铁卢大学内还具有浓厚的自然和人文气息,校园里游逛着一群群加拿大鹅,昂首挺胸的走在校园里,俨然这个校园的主人,学校里还有个小湖泊,里面栖着一群野鸭,走在湖边的时候,我还偶尔撞见过野生的鹿去湖边饮水,着实惊艳了我一把,小路旁边的草地上经常会有懒洋洋晒太阳的肥肥的土拨鼠,让人不禁感叹,滑大真的是卢村里的一颗珍宝。


二、学术与科研的圣地

在滑铁卢大学留学期间,我在国外导师Amir Khajepour教授的指导下加入了液压全可变起门机构项目组,进行液压全可变气门机构的仿真计算、试验分析和优化应用等方面的研究,期间我还积极参加了相关学术会议并与团队成员密切交流,收获了很多东西。

在抵达加滑铁卢以后,我刚修整好就先到Amir教授的办公室进行了报到,Amir教授在欢迎我的到来以后就给我分配了实验室的位置,并带我认识了很多项目团队的成员,彻底打消了我心里之前尚存的一点忐忑和不安。在完成向多伦多留学教育组的报到流程之后,我就开始了在滑铁卢大学的科研和学习工作。

HVVA系统是一个液压全可变的气门驱动系统,它通过控制四个旋转阀的开闭来改变气门前端的液体压力以控制气门的开闭,实现对发动机气门的完全控制,通过该驱动系统的应用,可以实现发动机停缸、内部EGR、变有效压缩比等技术,从而显著提高发动机的经济性与动力性,并且能够有效的改善其排放性能,而它也是我在加拿大留学期间的主要研究对象。

液压全可变气门驱动系统

刚到滑铁卢大学的时候,由于国内外的语言环境的差异,我发现口语短板仍然是不小的问题,好在项目组有一位在读博士生李洋涛博士也是国人,他很热情的给我讲解了这套机构的工作原理、机构组成和试验方法,并且无私的给我分享了自己的工作成果,让我能够更快的熟悉该HVVA机构,并且能够有既成的研究成果去借鉴和学习,同时,他流利的英语口语也给我带来了很大的帮助,通过不断的尝试和练习,我迅速的能够用英语正常的进行日常交流,这为我以后的学习和研究带来了很大的便利。

在熟悉了HVVA机构的基本原理和机构以后,我开始着手自己的研究工作,为该套机构的液压管路部分搭建数学分析模型,期间我也从项目组的MitchellSharif等其他项目组成员处学习了很多关于信号接收、转换和处理、ECU控制、Matlab算法等方面的知识,不断强化了自己的英语口语水平,更加拓宽了自己的知识面和加深了专业知识的理解和认知。其中,Mitchell他们卓越的动手实践能力更是让我自愧不如,进行该HVVA系统的试验时,有很多涉及到发动机结构改造和台架试验装配的工程问题,Mitchell都是自己负责从结构设计、三维制图、零件加工、组件装配等任务,同时,电子控制、ECU管理等方面的很多工作也是他负责完成的,留学期间,我发现国外很多研究生的动手实践能力都不是国内的研究生能比的,这些实践能力不但帮助他们克服研究工作中遇到的工程问题,更能够帮他们迅速的适应以后的工作岗位,也是我们国内研究生教育所需要加强的。


MitchellHVVA系统试验设备

在滑铁卢大学的研究学习期间,我约每两周向Amir教授汇报一下工作进度与所遇到的问题,Amir教授每次都很认真的听我用并不很流畅的英语汇报自己近期完成的工作内容、遇到的难题和下一步工作计划,并针对其中的问题给出了很中肯的意见和建议,Amir教授治学严谨务实,实事求是,他的科研态度让我非常敬佩,同时,Amir教授还有着灵活的思维,思考问题非常的全面,经常能够在我没有注意到过的地方发现一些问题和给出一些建议,这种全面分析问题能力和跳出思维定式的思考习惯让我获益匪浅。同时,我还发现,不仅仅是教授导师、周围的项目组其他成员也都是用非常认真,甚至在我看来有点钻牛角尖一样的态度进行科研和试验的,对待学术认真严谨、对待工作认真严肃,我想这也是我们需要学习和借鉴的地方。

在加拿大的学习期间,Amir教授积极组织和开展了很多学术交流会议,也邀请我们共同进行交流和学习。比如FeiYue Wang教授的‘AI2.0 and Future Challenge for Intelligent vehicles’报告会,会议上FeiYue Wang教授给我们讲解了高速发展的人工智能可能给人类社会和生活带来的重大机遇,在大数据下的AI、互联网下的群智能、交叉媒体智能、混合增强智能和自主智能系统进行了深入浅出的介绍,尤其是对于智能汽车领域进行了科普介绍及前景展望,拓宽了我对智能汽车和人工智能的了解和认知。此外,Amir教授还邀请了福特公司的高管和技术人员在滑铁卢大学内进行了技术分享与学术交流活动,我们不但听取了福特公司介绍的其新款产品及所应用的先进技术并分享了相关产品参数等信息,也学习了滑铁卢大学的各教授的研究项目和进展与成果。这些学术交流与回忆不但开阔了我的国际化视野,也让我了解了业内的先进技术的发展与动向,使我受益匪浅

完成仿真模型的建立和试验分析工作以后,我还针对HVVA系统的运行参数进行了优化分析,这部分工作主要是在Matlab里通过编写代码实现的,学习Matlab的过程中,我向Mitchell讨教和学习了很多,其中遇到的很多问题,Mitchell也都悉心认真的帮我一起探索和解决了,这种无国界的分享精神让我感慨良多。在Mitchell和李洋涛博士的帮助指导下,我通过改良的Simulated annealing算法实现了对HVVA系统运行参数的寻优过程,完成了在滑铁卢大学的科研学习任务,也衷心的感谢Amir教授的督导和悉心指导,感谢项目组成员的帮助和指导。


三、多彩的留学生活

在进行研究和学习的闲暇时间,我也在多伦多市内游逛了几次,体验了一番异国风情,Amir教授也曾邀请我们留学生到他的家中共同度过圣诞节,让我感受到了别样的文化风格和聚会体验,在滑铁卢大学留学的一年,让我体验到了别一样的异域风情和文化特色。

刚到滑大没很久,留学基金委的领导就组织了滑铁卢附近留学生聚餐,在聚餐上,我们不但听多伦多教育组的领导介绍了当地的一些注意事项、生活窍门等,还结识了很多同样在滑铁卢附近留学的国人伙伴,大家聚在一起聊天、交流感情,让初到异国的我们觉得格外的亲切。

刚到滑铁卢的时候,我就被加拿大优美的自然风光和良好的自然环境所折服,当时刚好是秋末,碧空秋日、一望无尽,远处是整齐划一却又风格各不相同的民居,平坦的马路旁是清澈见底的小溪,整个是一副很少被人为污染和破坏的自然风光,让心心旷神怡。冬季的时候,滑铁卢这边由于纬度较高,早早地就覆满了白雪,一眼望去,银装素裹、皑皑白雪把整个大地都盖了起来,加上国外街上人很少的特点,感觉整个就是一个静谧安详的世界,也让我再次认识到了环境保护对于人类生活和生存的重要性。

晴空万里的滑铁卢一景

皑皑白雪覆盖的滑铁卢

除了自然景观,我还体会了别样的人文风情,滑铁卢这边的很多国外友人都非常的热情朴实,经常在外面遇到素不相识的晨跑的大妈都会热情的跟你打招呼,初到滑铁卢的时候,坐公交没有预备零钱,一筹莫展的样子被司机看到后也很体谅的让我们直接坐下了,感觉人们之间彼此没有那么多戒备和防备,都是用最友善的一面与他人交流和相处的。在圣诞节到来的时候,Amir教授还邀请了他所有的学生到自己家中度过,其中有来自中国的、中东的和一些本土加拿大人,大家欢聚一堂、载歌载舞,不管文化差异和风俗习惯差异,用微笑作为最基本的交流手段,共同庆祝圣诞节,让人印象深刻。


四、感悟总结

出国留学的一年让我收获了许多从未有过的体验、学习了很多未曾深入了解的知识、结交了很多异国好友、也经历和成长了许多。相较于科研和学习上的许多进步和收获,我感觉受益更多的是国外实事求是、严肃认真的治学态度和风气。

最后,感谢湖南大学和国家留学基金委给与我的这次出国留学的机会,让我不但开拓了眼界、收获了不同的生活和文化体验、增长了许多科研和理论知识、也丰富了自己的人生经历。我也会积极地学以致用,将国外的所学、所感、所思应用在以后的学习和生活中去,把国外研究所得应用于国内的汽车、发动机领域,积极投身祖国的繁荣和发展之中!


作者简介:潘俊杰,机械与运载工程学院2013级博士生,国内导师:杨靖;国外导师:Amir Khajepour



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