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何肖煌灿:感受纯粹的科研生活(土木学院加拿大瑞尔森大学博士联培)

发布时间:2019-05-20  发布作者:  点击数:


在国家留学基金委资助下,我于2017年9月至2019年2月期间在加拿大瑞尔森大学土木工程系Xian-Xun Yuan课题组从事为期18个月的建筑结构防连续倒塌的设计理论与方法研究。如今回忆总结,充满了快乐开心的回忆,也格外地思念国外的导师以及同学们。


留学单位

瑞尔森大学(Ryerson University)位于加拿大安大略省、加国最大城市多伦多的市中心,是一所典型的城市大学。瑞尔森大学成立于1948年,其宗旨是“通过实践学习知识”,这充分体现在学校的课程教学中。在瑞尔森大学学习,到多伦多各个办事处都非常方便。


学习科研经历

头四个月的艰难研究困境。在刚到加拿大的初始阶段,我主要在学习Opensees软件(一个开源的有限元分析程序)。在学习软件的同时,对有些实验室试验得的结果进行模拟。有的试验结果能够得到较好的模拟效果;但是,当采用同样的设置参数时,对其他试验的结果则不能模拟良好。特别地,对一个课题组的多个试验结果都能较好的模拟;但当分析另一个课题组的两个试验则不能得到较好的模拟。在这个过程中,我进行了长时间的反复的调试,仍然不能得到良好的结果。

 在学习和调试有限元模型的过程,我也阅读了大量的文献,做了80多页的学习笔记。然而,当外导和同学以开玩笑的口吻称我没有成果的“Poor guy”时,我的内心是崩溃的。那一瞬间,我甚至有流泪的冲动。(但坚强的我怎能如此示弱呢?)

艰辛探索出第一篇论文。后来我理解到各个实验室做出来的试验都具有一定的误差。但同一个实验室得到的结果,其规律性是可以可靠度地获取的。最终,选取前一个课题组的试验结果校准有限元模型,将研究进一步推进。

通过对混凝土框架结构的不同位置的拆柱模式分析,找到了一些经验的规律,提出一个可以快速找出结构薄弱位置的简单方法,将结果发给国内外导师审阅。老师们觉得我的研究问题在全世界范围内都有新意,但所提经验公式没有基本的力学背景,只是一个统计结果,技术含量不高。为此,我在瑞尔森大学的图书馆专门借了一本专著,花了两个星期学习混凝土楼板关于压力薄膜和拉力薄膜的理论知识。通过对理论知识的理解,再进一步简化,重新构建了具有基本力学背景的经验公式。令人欣喜的是,该公式的预测能力大大提高。当我和导师讨论时,都觉得已经具备发表的条件了。最终在到加拿大第八个月的时候投出了第一篇论文。三个月后回来的审稿意见比较正面,小修后录用了。

灵感激发出第二篇论文。提交了第一篇论文后,我去多伦多大学旁听一位著名的老教授的非线性混凝土课程。期间还结识了一位来多伦多大学访学的年轻老师,顺便请教了他一些关于Opensees源文件的安装以及二次开发的问题,准备把这位老教授提出的压力场理论整合在Opensees中,便于下一步分析。在课程结束的时候,突然想到混凝土结构中的配筋量可以用升温后材料软化的特性等效,这样一来,用一次虚热分析便可以得到结构内部所需的合适配筋量。一想到这,我激动地打电话给外导,外导鼓励我做下去。

为了达到目的,需要修改软件中的材料本构关系。当我打开Opensees的源文件时,发现用C++编写的程序对我这种只学过C语音的人来说根本看不懂。于是我找到了一本有关C++的书,花了十天学习了解了所需要的内容。然在再看源文件时,终于能够看懂。接下来便是花时间修改程序源文件了。第二篇论文也很快写出来,得到的审稿已经相当正面,小修后也录用了。

在这一段时间,外导也鼓励我多学会自我表达,写一些会议论文。他还和工业界的工程师组织了一场学术研讨会,鼓励我和他的学生上台将我们的研究工作演讲出来,并探寻与业界合作的可能。

与工业界的学术研讨会


国外生活

外导非常平易近人,组内的人都关系融洽。他会经常带着他的学生们时常一起吃饭。加拿大的室内娱乐活动不多,但是室外的获得很多,室外风光很秀丽。

外导课题组


留学感悟

非常感谢学校、国家提供这样一个非常宝贵的机会,让我出国进行联合培养。在国外留学过程,由于没有过多娱乐活动,每天都能安安心心地去学校进行学习、科研探索,让我完全沉醉在科研的氛围里。

在旁听外导的课程中,结识了四位国内外同学。和他们的交流,让我体会到各个国家的文化习惯;更重要的是,和他们一起出去游玩,领略大自然的风光。

这段经历将成为我终生难忘的回忆。


作者简介:何肖煌灿,土木工程学院2014级博士生,国内导师:易伟建;国外导师:Xian-Xun Yuan


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