朱慶勇：探索學科交叉的無限可能

有人說，科學家是頑童，總是會被新奇和未知吸引。

中山大學教授朱慶勇便是這樣的一個頑童，受多學科交叉融合的無限未知和可能的魅力吸引，早已置身學科交叉研究的實踐中。

在科學研究上，他是一名勇于探索未知的先行者；學術(shù)交流上，他是一名樂于分享知識的布道者；學科建設(shè)上，他是一名默默耕耘不計個人得失的奉獻者……多年的刻苦攻關(guān)，讓他在計算流體力學與生物流體力學領(lǐng)域取得了多項原創(chuàng)性、開拓性成果，其研究結(jié)果多次被國際知名專家、研究團隊引用并受到高度贊揚和廣泛認同，并在產(chǎn)業(yè)化應用上有重要作用。

敢于探索前路的未知

朱慶勇畢業(yè)于北京航空航天大學飛行器設(shè)計與應用力學系（現(xiàn)已改稱航空科學與工程學院），這個專業(yè)是學校的金牌專業(yè)和全國最具有航空航天特色的院系之一。在這個師資力量雄厚、名師薈萃的學府，他的動手能力和創(chuàng)新意識得到了良好的培養(yǎng)，為以后從事與流體力學相關(guān)的科學研究打下了基礎(chǔ)。

在那個年代，大學生還是一塊金字招牌。但是，朱慶勇并沒有滿足，出于對知識的渴求和探索未知的好奇選擇了繼續(xù)深造。經(jīng)過五年的努力，他順利拿到了中國科學院力學研究所流體力學專業(yè)博士學位，為之后的研究工作積蓄了力量。

此時，學科間的交叉融合趨勢正方興未艾。朱慶勇很快意識到流體力學與其他學科間交叉融合的可能和必要。很快，他便來到中山大學數(shù)學博士后流動站計算數(shù)學專業(yè)從事流體力學數(shù)值計算方面的研究工作。計算流體力學與生物流體力學交叉領(lǐng)域的大門已朝著朱慶勇緩緩打開，門內(nèi)是一片有著無限可能的新天地，他長期的積累有了噴薄的出口。

“多孔有機材料力-熱-電-流多場耦合模型與計算屬于計算科學、力學、生物醫(yī)學工程的交叉領(lǐng)域，是目前計算科學領(lǐng)域充滿生命力的研究內(nèi)容。”朱慶勇告訴記者。這個領(lǐng)域里，充滿著無限的未知和挑戰(zhàn)，而這也正是吸引他前進的動力。

很快，多孔有機材料力-熱-電-流多場耦合模型與計算的課題被納入了國家自然科學基金重大研究計劃，朱慶勇是負責人。

作為課題的負責人，朱慶勇組織團隊對多孔有機材料力-熱-電-流多場耦合的機理與規(guī)律進行理論探索和數(shù)值模擬研究，并基于應力場-溫度場-電場-流場之間的相互作用關(guān)系，探索有效的數(shù)值計算方法，為工程設(shè)計提供理論和計算基礎(chǔ)。針對多孔有機材料建立了其材料物性多物理多尺度可計算模型，研究了不同層次、不同物理機理耦合動力學模型，發(fā)展了材料物性耦合模型的高效并行算法，實現(xiàn)了從建模、算法到數(shù)值模擬的融合研究，為提高我國相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)品的科技含量和市場競爭力做出了直接貢獻。

針對多孔有機材料中液體流動問題，他提出以無量綱GS數(shù)作為判斷準則，在此基礎(chǔ)上，發(fā)展了針對多孔有機材料的多尺度計算方法，利用該方法研究了纖維表面改性后的多孔有機材料的輸運特性。

他還進一步研究了考慮雙電層影響的多孔有機材料內(nèi)液體流動問題，建立了考慮電動效應的多孔有機材料輸運特性的數(shù)學模型，并推導得出了考慮電動效應的多孔有機材料的有效滲透率，進一步研究了具有隨機孔分布的帶電有機材料內(nèi)的傳熱傳質(zhì)過程，得到了考慮雙電層效應的無量綱GS數(shù)，這些成果可以為研制性能優(yōu)良的生物醫(yī)學材料提供理論指導。

朱慶勇提出的無量綱GS數(shù)已經(jīng)成為多孔有機材料中液體流動的判斷準則。相關(guān)研究論文發(fā)表在多個國際知名學術(shù)期刊上，已多次被國際上的研究小組引用，并受到高度評價，在國際同行間有著很高的聲望。

在項目攻關(guān)過程中，他富有創(chuàng)意地將高性能并行計算技術(shù)用于多孔有機材料傳熱傳質(zhì)過程的數(shù)值計算中，計算了唾液在口罩內(nèi)的流動過程，進而研究在唾液中病毒的運動規(guī)律，相關(guān)成果已發(fā)表在《International Journal of Heat and Mass Transfer》上，這對研制SARS、禽流感等防護設(shè)備具有重要的現(xiàn)實意義。

在這項研究的基礎(chǔ)上，他的合作者成功研制出納米殺菌口罩并獲得世界科技創(chuàng)新博覽會的金獎，其中，朱慶勇做出了關(guān)鍵性貢獻。

多年來，朱慶勇陸續(xù)主持了高分子纖維材料傳熱傳質(zhì)過程的多尺度建模與計算、低滲透有機材料液體流動的特性與模擬等課題的研究工作，取得了多項在國內(nèi)外的研究界產(chǎn)生重大影響的成果：研究了經(jīng)過殼聚糖表面改性后的高分子纖維材料的輸運特性，為進一步研制性能優(yōu)良的生物醫(yī)學材料提供理論指導。相關(guān)研究成果發(fā)表在《International Journal of Heat and Mass Transfer》上，已經(jīng)引起國際同行關(guān)注，如烏克蘭蘇梅應用物理研究所高級研究員Vadym D. Chivanov博士曾來信對感興趣的問題進行了討論，并感謝對他的研究工作的幫助；提出了針對分形纖維材料的無量綱電阻力數(shù)對多孔材料中流動、傳熱、傳質(zhì)的影響，無量綱電阻力數(shù)給出了考慮雙電層影響的判定準則?；诖私⒘丝紤]電動效應的多孔纖維材料輸運特性的數(shù)學模型，并推導得出了考慮電動效應的多孔纖維材料的有效滲透率，進一步研究了具有隨機孔分布的帶電纖維材料內(nèi)的傳熱傳質(zhì)過程，得到了考慮雙電層效應的無量綱GS數(shù)，這些成果可以對微流控系統(tǒng)的設(shè)計提供參考。相關(guān)研究成果發(fā)表在《International Journal of Heat and Mass Transfer》上，受到廣泛關(guān)注；開展了基于響應性水凝膠的時滯微分方程數(shù)值計算方法研究，這些成果可以對藥物控釋載體的研究提供參考。相關(guān)研究成果已發(fā)表在相關(guān)國際知名學術(shù)期刊上等。

樂于分享學術(shù)的魅力

在潛心組織科研工作的同時，在學術(shù)交流、教學與成果轉(zhuǎn)化等方面，朱慶勇也發(fā)揮著他的積極作用。

來到中山大學后，朱慶勇結(jié)合中山大學力學和生物醫(yī)學工程的前沿研究動向，利用他在高性能計算方面的研究基礎(chǔ)，整合中山大學可用的資源，組建了一支成員配置合理、學術(shù)造詣深厚、優(yōu)勢和特色鮮明、團結(jié)奮進并可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新團隊。為解決計算科學、力學、生物醫(yī)學工程的交叉領(lǐng)域中可能遇到的實際問題提供技術(shù)支持，為中山大學發(fā)展交叉學科貢獻了一支強有力的中堅力量。

朱慶勇告訴記者，2000年5月以來，他曾先后在香港理工大學、新加坡南洋理工大學等單位工作，并多次受邀在國內(nèi)外多所知名大學訪問。國內(nèi)外知名院校的工作經(jīng)歷，讓朱慶勇樂于與國內(nèi)外間開展交流和合作。據(jù)介紹，目前，已經(jīng)與國內(nèi)外同行建立了廣泛長期的合作關(guān)系，在人才培養(yǎng)與資源共享等方面開展了多種形式的合作，雙方優(yōu)勢互補，已取得豐碩成果。

近年來，朱慶勇多次受邀參加國內(nèi)外重要學術(shù)會議并做學術(shù)報告，在國際學術(shù)大會做特邀報告和分組專題報告多次。他還擔任第六屆國際流體力學大會組委委員兼分組會議主席，第23屆International Congress of Theoretical and Applied Mechanics（ICTAM）大會生物流體力學分會主席等社會職務，為學術(shù)上的廣泛交流做出了突出的貢獻。團隊成員向記者透露，朱慶勇曾多次收到國內(nèi)外熱情洋溢的信件。

采訪時，朱慶勇總是謙虛地推讓，說自己只是做了一位科學研究人員應該做的工作。踏實認真如他，勤勉肯干如他，交叉學科融合的各種可能終會被發(fā)現(xiàn)、解開。