黄维平:用实际行动诠释信仰信念的力量

2021-01-05 14:31 作者:荣庆春 王炜 来源:《中华英才》半月刊
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随着全球化和经济一体化时代的到来,世界各国开始逐渐形成为一个整体,各国之间的经济技术往来日益密切,各国的工业城市化进程也逐步加快。因此,传统的能源已经不能满足现如今世界各行各业的能源需求,各国开始对海洋油气资源的勘探开发给予了高度重视,迫切希望能够进一步开发海洋油气资源。

目前,海洋石油已经成为世界油气开发的主要增长点,而深水油气更成为海上油气的主要增长点和科技创新的“前沿阵地”。相关数据的分析结果表明,我国海洋石油资源量大约为246亿吨,占全国石油资源总量的23%;海洋天然气资源量大约为16万亿立方米,占总量的30%。而我国海洋石油探明的程度为12%,海洋天然气的探明程度也仅为11%,远低于世界平均水平。更重要的是,在我国海洋的油气资源中,大约70%蕴藏于深海区域。

然而,缺少开采设备,尤其是缺少先进的海工装备,是我国深海勘探所面临的重要难关。目前我国海上油田水深只能集中在300米以内,深水油气勘探开发也仅仅处于起步阶段,与国际先进水平相比,我国深海装备技术仍有不小的差距,产品缺乏创新能力。

在国家“海洋强国”战略的号召下,我国一些高校、科研院所和企业已经开始了自主创新深海装备的积极探索,国内也诞生了一批优秀的海工企业,并在一些高技术含量的深海装备生产技术上取得了阶段性的突破。由此可见,我国海洋油气资源开发装备的未来发展大有可为。

在推进我国海洋深水油气开发装备创新开发的道路上,有一个人不得不提,他是国内进行深水研究最早的学者之一,为我国深海油气事业的发展立下赫赫功勋,他就是中国海洋大学海洋工程系教授、博士生导师黄维平。

知识改变命运,学习成就人生

1954年,黄维平出生在辽宁抚顺的普通家庭,从小聪明伶俐的他便立下志向——通过追求真知而报效祖国。然而,事与愿违。在那个动荡的年代里,读书成为了黄维平可望而不可即的梦想,他不得不在一家炼油厂做了一名工人。

然而,动荡的岁月并没有改变黄维平理想,他始终没有放弃读书,更没有放弃对知识和真理的追求。“我始终相信,动荡的日子终会过去。在那段时期,不放弃读书,算是对难以实现梦想的一丝慰藉吧!” 黄维平笑着说道。

机会来了——1977年全国恢复了高考,黄维平的人生轨迹也随之发生了转变。每当谈到自己的求学经历,黄维平总是十分感激改革开放给他带来的机遇。

古人云,有志者,事竟成。1977年,他如愿考取了大庆石油学院石油矿场机械专业,也就是现在的东北石油大学。顺利毕业后,黄维平又回到了他熟悉的炼油厂。可是在设备研究的具体工作中,他仍然深感知识的不足,从而产生了继续深造的愿望——一边工作,一边刻苦攻读。

1986年,抱着对知识渴望的黄维平考取了理工科名校——大连理工大学工程力学专业研究生。毕业后,他选择了留校工作,主要从事结构振动、结构抗震和试验力学的教学和科研工作。同时,他还利用业余时间完成了结构工程专业的博士研究生学习,随后又进入西南交通大学从事博士后研究,研究的方向是结构振动控制技术。

对于这些来之不易学习的机会,黄维平倍加珍惜。尽管在同学们中他始终是年长者,但他并没有因为比别人年长而妄自菲薄,不甘落后的精神使他的学习劲头毫不落后于任何人。

回忆起这些年求学之路的点点滴滴,黄维平不禁感叹:“我很幸运,赶上了十年浩劫之后的第一次高考,迎来了祖国重新尊重知识、尊重人才的春天;我也很庆幸,之前在炼油厂工作期间所积累下来的经验,终于让我开阔了眼界和见识,增加了丰富的人生阅历;同时,我也很高兴,能够有更加自由的空间,选择从事自己喜爱的职业,为儿时立下的志向——报效祖国,出一份属于自己的微薄之力。”

走上海洋工程研究探索之路

1998年,黄维平来到中国海洋大学任教。开启了他人生中最为精彩的篇章。

在海洋大学工作期间,一次与企业的项目合作使黄维平偶然接触到海洋工程,对海底管道的涡激振动进行了初步的研究。这激发了黄维平对海洋工程的浓厚兴趣。当时,国内的海洋深水油气开发装备研究制造还处于起步阶段,研究基础非常薄弱,几乎所有深水油气开发装备都要依赖进口。浓厚的兴趣加上振兴祖国海洋工程的责任感使黄维平坚定了研究海洋工程的决心。他凭借着丰富的阅历选择从事了与所学专业看似毫不相关的海洋工程工作。对此,黄维平如实地说道:“结构本身是相通的,只是荷载和用途不同。本科的石油专业背景给了我科研和教学的知识支撑。研究生的力学和结构专业基础给了我科研和教学的理论支撑,使我能够在海洋工程领域游刃有余,而中国海洋大学给了我施展才能的舞台,我深深地感谢这些培养和支持我的母校。”

多年来,黄维平在石油机械、工程等领域的学习也为他开展海洋工程研究奠定了坚实的专业基础。2005年,他受邀得到了一个去美国德克萨斯A&M大学进行访问研究的机会。

当时黄维平已经50多岁了,家人和朋友都劝黄维平放弃这个机会,因为比起其他的访问学者,黄维平在年龄上并不占优势;而且浩如烟海的文献、堆积如山的研究课题、基本生活的语言关都会让身在异乡的他举步维艰。然而,黄维平还是没有放弃的念头,他对自己说:“这是一个千载难逢的好机会,不仅为了自己的事业、梦想,更为了振兴祖国的海洋工程建设。不管碰到什么样的困难,我都要努力的去克服。”

不服输的黄维平,放弃了国内安逸的生活,只身踏上远行的航班,开始了他的寻梦旅程。“在美国的一年时间,至今让我难忘!在那里我全部的精力都放在科研学习上,周围没有任何的干扰。在外人看来枯燥乏味的生活,我却乐在其中。”

美国的一年访问研究,使黄维平第一次触碰了国际先进的海洋深水油气开发装备,第一次近距离地观察和了解了海洋深水油气开发装备的奥秘,更是第一次认识这个奇妙而神秘的领域。从此,黄维平的海洋工程研究探索之路越走越宽、越走越远。

回国后,正是凭借着扎实的基础和对科研的热爱,黄维平在深水油气开发技术与装备研究领域取得了斐然的成绩。先后主持和参加30余项国家自然科学基金、863计划项目和企业委托项目;获得多项国家级和省市级科技进步奖。近十多年,他的研究主要聚焦深水浮式平台和立管系统的设计研发及其水动力性能研究,设计研发了新型Spar平台和张力腿平台,在海洋工程涡激振动与涡激运动研究领域取得了一些创新性的研究成果,获国家发明专利31项,发表学术论文120余篇,完成学术专著2部、教材1部。在促进海洋油气产业发展的同时,也使自己的价值得到无限放大。

为师者,传道授业解惑也

黄维平明白,想要振兴我国的海洋工程事业,必须弘扬创新精神,首先就是要培育符合创新发展要求的人才队伍。习近平总书记提出,我国要成为世界科技强国,关键就是要建设一支规模宏大、结构合理、素质优良的创新人才队伍。要大兴识才、爱才、敬才、用才之风,在创新实践中发现人才,在创新活动中培育人才,在创新事业中凝聚人才,聚天下英才而用之,让更多千里马竞相奔腾,努力造就一大批能够把握世界科技大势、研判科技发展方向的战略科技人才,培养一大批善于凝聚力量、统筹协调科技领军人才,培养一大批勇于创新、善于创新的高技能人才。

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黄维平深刻感悟到国家对创新人才的需求,为此,他拿起教鞭,走上讲台,带起了学生。这些年来,他为本科生和研究生开设了《专业概论》、《理论力学》、《结构力学》、《结构动力学》、《海洋工程结构焊接》、《海洋工程结构动力分析》、《船舶与海洋工程结构建造与施工》、《有限元方法》和《深水工程》等9门课程,招收了60余名研究生,指导了20多项国家和学校的大学生创新训练计划项目。

他在课堂上非常注重学生创新能力的培养,注重因材施教,彰显学生们的个性。例如,他为学校本科生讲解课程时,绝不照本宣科,而是会加入更多的实例,活跃课堂氛围,让学生更加有兴趣聆听这些看似枯燥的课程,同时能够做到活学活用;同时,他在为研究生讲授课程时,则更为注重学生科研实践能力的培养。他说:“我喜欢搞科研,但同时也享受教书育人的乐趣。重视人才的培养,这不仅仅有助于我国的海洋工程研究更上一层楼,而且直接关系到祖国未来科技创新领域的发展。”

此外,黄维平作为我国海洋装备技术领域的“领头羊”,他认为作为一名科研人员,做事之前要先学会做人,做一个堂堂正正的人。为此,他总是用言传身教的方式教导学生如何做事、做人。黄维平经常对身边的学生说:“不要只学习知识,要培养运用掌握的知识的认知和解决工程问题的能力,这才能称得上是一名合格的人才。”

为师者,传道授业解惑也。黄维平始终鼓励他的学生们——坚持自己的梦想,才会收获永恒的美丽。如今,他培养的多名学生,都开始在社会各领域贡献着自己的力量。

以实际行动奏响自主创新的最强音

如今,开发海洋蓝色国土,拓展生存和发展空间,已上升为世界沿海各国的国家战略。海洋工程与装备是进行海洋开发、控制、综合管理的基础,集中体现着国家海洋的竞争力,同时海洋工程装备技术水平在一定程度上标志国家综合国力和科技水平。

近年来,党的十八大提出了建设海洋强国的战略部署和加快发展海洋经济的目标要求。作为海洋经济的支柱产业,我国海洋油气进入了大发展时期,这将为我国船舶工业和海洋工程装备制造业拓展发展空间带来大机遇。为此,如今的当务之急是尽快突破制约我国海洋经济发展和深水油气开发的科技瓶颈,重中之重就是在深水、绿色、安全的海洋高技术领域取得突破,尤其要推进海洋经济转型过程中急需的核心技术和关键性技术的研究开发。

2005年,我国开始了大规模的深水油气开发技术与装备研究,经过“十一五”和“十二五”的发展,现已取得了明显的进步,很多技术与装备可谓是从无到有,从有到优。海洋石油开发包括结构装备支撑,机械装备开采和加工石油及天然气产品,海洋工程主要研究结构装备的设计、建造与安装。黄维平在海洋工程领域摸索了十余载,对这个行业有着深入的了解,他认为我国在海洋工程领域的发展成果很多,进步很大,但问题却依然存在。

黄维平认为,目前我们面临的最大问题是尚不能完全独立自主地开发深水油气田。为了保障能源安全和国家资源不被蚕食,我们只能采取与国外合作开发的方式来加速南海的深水油气开发,而合作开发的代价是出让部分油气资源。这意味着我们用油气资源换取了部分先进技术,在新能源没有完全取代传统能源的条件下,油气资源的不可再生性使得这个代价略显昂贵。因此,黄维平严肃地说道:“我国应加快自主开发深水油气田的步伐,尽早建立试验工程。”虽然,如今油价的低迷放慢了深水油气开发的步伐,海洋油气开发特别是深水油气的勘探开发进入了寒冷的冬季,海洋工程也面临严冬的考验。但是黄维平却不以为然,“也许这就是一个契机,给了我国海洋工程行业难得的发展机遇。工程项目的减少给了我们更多的研发时间,我们应该借此契机加快深水油气开发装备的自主研发进程。”

这些年来,黄维平除了为祖国培养创新型人才之外,在海洋深水油气开发领域也时刻发挥科研创新的优势,并取得了诸多科研成果,为我国在海洋工程技术领域的长足发展贡献了一份力量。

首先,黄维平提出了钢悬链式立管的大挠度曲线梁及其流线段的弹性基础梁组合模型、提出了钢悬链式立管与浮式平台的系统结构模型,提出了考虑刚体摆动的钢悬链式立管出平面运动模型,并且基于这些模型建立了钢悬链式立管与浮式平台的整体水动力分析方法,获得国家发明专利3项。该项成果更准确地描述了钢悬链式立管弯曲变形特征、与浮式平台同步运动特征和出平面运动的刚体运动特征以及与海床土相互作用的分布特征,解决了目前钢悬链式立管设计分析中只能采用欧拉梁或集中质量模型的分析问题、不能考虑惯性耦合和刚体摆动问题以及与海床土相互作用的分布作用问题。目前,国外的同类型软件尚未有相同的模型。因此,基于该模型开发出的钢悬链式立管分析程序属国内外首创。

其次,黄维平还提出了圆柱体涡激振动和涡激运动的试验方法,发明了相应的实验装置,获得国家发明专利4项。该项目成果提出的实验方法可完成涡激振动相似性试验,解决了用模型实验研究原型涡激振动性能的问题。

再者,黄维平提出了大位移流固耦合的深水顶张式立管涡激振动的非线性涡激力模型和参激与涡激耦合振动的分析模型,建立了深水顶张式立管涡激振动非线性时域分析方法,获得国家发明专利6项。该项成果更准确地描述了深水顶张式立管涡激振动的大位移流固耦合以及与参激振动耦合的特征,解决了大柔性圆柱体涡激振动以及与参激振动耦合的数值模拟问题。基于该模型开发出了顶张式立管涡激振动分析软件和Spar平台涡激运动分析程序,如果该程序商业化,则可填补国内在这一领域的空白。

最后,黄维平还提出了尾流圆柱体涡激振动的分析模型和试验方法,建立了尾流圆柱体涡激振动分析方法,获得国家发明专利4项。该项成果用数学方法描述了串列圆柱体的涡激振动和涡激运动性质,解决了深水立管系统中下游立管的涡激振动和多立柱浮式平台的涡激运动分析问题。开发了多款新型深水浮式平台和海上风电场基础结构,获得国家发明专利4项、实用新型专利3项。该项成果开发的深水浮式平台打破了国外对我国的专利封锁,使我国可以自主解决自行设计建造开发南海深水油气资源装备的问题。

谈及这些年来取得突出成绩的秘诀,黄维平谦虚地说道:“我最深的感悟就是:作为一名科研人员,一定要踏踏实实专注于一个领域,不要好高骛远、追名逐利。无论从事什么工作,只要有坚持不懈的韧劲,一定会收获不平凡的成果。”

如今黄维平虽然即将面临退休,但他的研究热情却丝毫不减。他希望能够最大限度地发挥自己的光和热。黄维平还计划完成另一个梦想:把多年来积累的海洋工程领域的研究经验、研究成果和教学经验整理成书。“这是对我科研工作的总结、对我教学生涯的总结,也是对我个人经历的总结,希望能给有志于从事海洋工程研究的后来者以参考。”毫无疑问,正是这种奉献精神和文化传承意识,奠定了我国成为发达工业化经济体的基础,也是中华民族伟大复兴“中国梦”得以实现的重要支撑。

这就是黄维平,是海洋深水油气开发装备的设计研发及其动力学理论与分析方法研究的引领者;是多项国家海洋深水油气开发装备发明专利的获得者;是坚定目标后,就不轻言放弃,始终坚守在科研第一线的开拓者。在未来,我们有理由相信黄维平将引领着我国深水油气开发领域走向技术的巅峰,再创新的辉煌。

黄维平

1954年出生,辽宁抚顺人。中国海洋大学教授,博士生导师,主要从事海洋油气开发装备与技术的教学和科研工作,为本科生和研究生开设了“专业概论”、“理论力学”、“结构力学”、“结构动力学”、“海洋工程结构焊接”、“海洋工程结构动力分析”、“船舶与海洋工程结构建造与施工”、“有限元方法”和“深水工程”等9门课程,培养了60余名研究生,指导了20多项国家和学校的大学生创新训练计划项目。曾于2005年至2006年在美国Texas A&M University作访问研究。

其在教学上的投入取得了丰硕的成果,不仅得到学生的高度认可,而且完成了《船舶与海洋工程结构力学》、《结构动力学》和《海洋深水油气开发装备》三部教材及著作。发表学术论文120余篇,主持和参加30余项国家自然科学基金、863计划项目和企业委托项目。

(2016.09.01 第17期)