国际交流

周峰:机械学院美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校博士联培

发布时间:2019-04-28  发布作者:  点击数:

受国家留学基金委资助,本人于2017年10月至2019年4月赴美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校进行了为期18个月的联合培养,主要研究方向为内燃机性能分析及优化、生物代用燃料应用研究。


留学单位及导师

美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校是一所享有世界声望的一流研究型大学,在《泰晤士高等教育》2016-2017年世界大学排行榜中排名第36位,拥有美国第三大大学图书馆,共有23位校友及教授获得诺贝尔奖。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校强调学术研究,是全美理工科最顶尖的研究型大学之一,其SCI论文总数在全美名列前5位。该校工程学院在科技领域素负盛名,2016-2017年度世界排名第16位,培养了一大批杰出的科学家和工程师,始终位于美国大学工程院排名前五,其中机械工程居全美前五位。

国外导师Chia-Fon Lee教授为该校机械工程系教授,任美国能源部先进车用生物燃料发动机燃烧中心主任、美国汽车工程师协会院士(SAE Fellow),承担各类科研项目40余项,负责多项美国能源部等机构的重大科研项目。Chia-Fon Lee教授主要从事燃油喷雾、发动机燃烧与排放、发动机缸内燃烧过程在线诊断等领域的研究工作,在内燃机缸内激光诊断测量技术研究领域取得了国际领先的研究成果。发表高层次期刊论文200余篇,会议论文120余篇及合著一本,各种应邀报告共60余次。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校还拥有光学发动机试验台架等先进实验设备,有着较好的学习和科研条件。

UIUC校园一角


科研工作

在伊利诺伊大学香槟分校留学期间,我按照研究计划顺利开展了相关学习和研究,参与完成了国内外导师的多个科研项目。参与完成了生物质燃料的光学发动机台架实验项目,承担的具体工作为:DIATA发动机喷油系统和点火系统的改造,搭建了GDI-PFI光学发动机实验台架,完成了E20燃料在不同稀燃工况下的排放实验(包括NOx和碳烟)以及缸压数据的采集。参与完成了定容弹(CVC)光学喷雾实验的研究,承担的具体工作为:完成了乙醇混异辛烷、庚烷混异辛烷在不同工况下(不同的燃料组分、喷射压力、环境压力、燃料温度)的喷雾实验。本人还进行了AVL单缸柴油机燃油生物质燃料的应用研究,对丙酮-丁醇-乙醇和柴油混合燃料、异丙醇-丁醇-乙醇和柴油混合燃料以及其他单质生物质燃料与柴油混合燃料在柴油机上的应用进行了实验研究。同时本人还参与完成了国内导师的液态甲烷发动机应用研究项目,对液态甲烷发动机的燃烧、排放以及热平衡开展了全面的研究。

留学期间的这些科研项目极大的锻炼了我的实验动手能力、团队协作能力以及独立的分析能力。由于许多实验项目的仪器设备并不是现成的,需要自己进行改造和组装,甚至需要自己从头到尾的进行设计、加工和安装。每个小零件、小电路模块都需要自己亲手把关,这过程十分考验人的实际动手能力,也极其考究和团队其他人员的协作能力。联培期间所遇到科研实验的常态是:真正进行实验的时间可能只需要短短一周,而实验的准备工作却往往需要好几个月!这需要人能彻底静下心来,不要被实验准备过程中各种难题、不顺和挫折所引起的焦虑所干扰。这也锻炼了我的耐力和定力,能够在枯燥的科研生活中坚持自己的方向,不断的发现问题、研究问题和解决问题。

搭建的单缸发动机实验台架


学术会议交流

在伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校联培期间,我于2018年4月10日至4月12日,在Chia-fon Lee教授的带领下参加了在底特律召开的机械和汽车领域最负盛名的、由美国汽车工程师学会(SAE)举办的世界级大会(WCX)。世界各地绝大多数的知名汽车企业、零部件企业以及其他相关企业和机构在会场进行了最新产品、技术的展览和宣传,有机会第一时间对行业内国际最前沿的技术进行了追踪和了解。许多国内自主品牌企业也在这个平台展示了自己的最新成果,比如吉利汽车等。这是一个难得见识和学习汽车领域前沿技术的好机会,也是一个和行业内知名企业和机构进行交流的好机会。

在这两天的时间里,我除了参加会场的展览,也参加了SAE国际会议的多场学术报告。由于我在国外的研究方向是生物质燃料的应用研究,我重点参加了多场这个研究方向上的学术报告。其中作报告的有来自美国阿贡国家实验室、普林斯顿大学、麻省理工学院这些顶级学术机构的研究人员,他们各自分享了生物质燃料应用研究方向上的最新研究进展,特别是对生物发酵醇类可替代燃料的应用(喷雾、燃烧等)进行了广泛而又有深度的研究。同时我也借这个机会与这些科研人员面对面的进行了交流,向这些研究者提出了自己的观点和疑惑,并得到了耐心的解答和进行了深入的探讨,这让我受益匪浅。

参加SAE国际会议(WCX)


留学生活

在UIUC联培期间,除了平时的科研学习,我也积极参与体验和感受了美国本土的文化风情。课题组在暑假和圣诞节期间有大概十天左右的假期,利用这难得的闲暇时光,我和朋友们一起组织了美东、美西两次自驾之行。或漫步在哈佛、麻省、耶鲁、普林斯顿、斯坦福、西点等这些校园内,感受不同学校的不同文化和氛围;或沿着一号公路边尽情驰骋,驻足于路旁的海滩,吹着海风听着海浪;或徜徉在大都汇博物馆、费城艺术博物馆这些艺术殿堂,欣赏和感悟先贤们留下的精华瑰宝;或登高于大峡谷、马蹄湾的悬崖峭壁上,极目远望,感叹大自然的鬼斧神工。这些丰富多彩的游历使我放松了身心,增长了见识,开阔了胸襟,和小伙伴们留下很多难忘的回忆。“天高任鸟飞,海阔凭鱼跃”,正是这种精彩的旅程更加激励我一直努力向前,去不断见识远方更美的风景。

费城艺术博物馆与梵高名画《向日葵》合影


留学感悟

时光飞逝,18个月的博士联培学习和生活已然结束。回想起这一段难忘的时光,既有遇到科研难题的艰难探索,也有取得研究进展的欢欣雀跃;既有一路领略的绝美风景,更有一起科研奋斗的宝贵友谊。通过这段时间的科研学习,我更加加深了对自己研究方向的把握和理解,也坚定了在这个研究方向上取得突破的信心,也看到了自己在这个研究方向上存在的不足以及和那些顶级科研人员水平的差距,这也促使我以更大的决心毅力和精力投入到以后的科研学习中。

最后,非常感谢国家留学基金委供给我的这次留学机会,感谢研究学院老师的帮助,感谢导师付健勤副教授和刘敬平教授一直以来的指导与支持。


作者简介:周峰,机械与运载工程学院2015级博士研究生;国内导师:付建勤副教授;国外导师:Chia-fon Lee教授


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