借振動(dòng)之力 尋科研之能
——記西北工業(yè)大學(xué)航空學(xué)院教授周生喜

□ 陳 浩

周生喜

來自西北工業(yè)大學(xué)航空學(xué)院的教授周生喜，多年來主要致力于振動(dòng)能量俘獲、非線性動(dòng)力學(xué)、系統(tǒng)辨識(shí)等研究，旨在解決嵌入式設(shè)備自供電以及結(jié)構(gòu)減振等問題，并相繼取得了一系列創(chuàng)新性成果。他于2018年入選了中國(guó)科協(xié)第四屆“青年人才托舉工程”，該人才項(xiàng)目旨在為32歲以下的青年拔尖人才提供科研經(jīng)費(fèi)、政策、工作等多方面的支持，在為其營(yíng)造寬松科研環(huán)境的同時(shí)，也在不斷地促使他們成為國(guó)家主要科技領(lǐng)域里的領(lǐng)軍人才。

獲尋科研樂趣

從本科到博士，周生喜一直攻讀的是機(jī)械專業(yè)，博士期間的2014年至2016年，他在美國(guó)密歇根大學(xué)安娜堡分校航空航天工程系做訪問學(xué)者/C S C聯(lián)培博士，該校是世界上第一個(gè)設(shè)立航空航天工程系的院校，已有100多年歷史。在密歇根大學(xué)的科研經(jīng)歷讓周生喜與航空航天結(jié)下緣分，也為今后的工作做了鋪墊。

經(jīng)過3年多的努力學(xué)習(xí)和科研，周生喜于2016年在西安交通大學(xué)獲得博士學(xué)位，并獲得了學(xué)?！皟?yōu)秀（博士）研究生標(biāo)兵”的稱號(hào)。2017年他又在美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)完成了博士后研究。2018年年初，他回國(guó)就職于西北工業(yè)大學(xué)航空學(xué)院，并入選了西北工業(yè)大學(xué)首批“翱翔海外學(xué)者引進(jìn)計(jì)劃（A類）”，同年獲得了第一屆陜西省振動(dòng)工程學(xué)會(huì)青年科技獎(jiǎng)。

傾心能量俘獲

目前，周生喜將非線性能量俘獲系統(tǒng)的理論分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)作為研究重點(diǎn)之一。他提到，近年來無線傳感器已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備、周圍環(huán)境甚至人體內(nèi)部，在健康監(jiān)測(cè)、災(zāi)難事故預(yù)防等方面具有重要意義，但大多數(shù)傳感器采用的傳統(tǒng)化學(xué)電池壽命極其有限，且更換成本較高。如果能使用“綠色”方法，即從周圍環(huán)境中收集能量，對(duì)傳感器電池進(jìn)行充電甚至直接替代電池，那么問題自然就迎刃而解。然而，周圍環(huán)境激勵(lì)往往是時(shí)變和寬頻帶的，需要改善能量俘獲系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性，拓寬其工作頻帶并進(jìn)一步提高能量俘獲效率，周生喜所研究的多穩(wěn)態(tài)能量俘獲系統(tǒng)就是當(dāng)前最有效的非線性能量俘獲系統(tǒng)之一。

周生喜陳述道：“其實(shí)，三穩(wěn)態(tài)及多穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象我在2012年碩士期間就已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了，那時(shí)理論基礎(chǔ)還不夠扎實(shí)，三穩(wěn)態(tài)能量俘獲的學(xué)術(shù)論文直到2014年才正式發(fā)表，理論基礎(chǔ)對(duì)工科學(xué)者來說非常重要?！币虼?，他格外看重科研中的理論基礎(chǔ)功底。在他看來，科研離不開創(chuàng)新，創(chuàng)新離不開扎實(shí)的理論基礎(chǔ)?！皩W(xué)生剛接觸科研時(shí)，一定要先把理論基礎(chǔ)打好，這樣以后科研會(huì)更順利?！敝苌脖硎尽?/p>

也許，當(dāng)周生喜初次接觸振動(dòng)能量俘獲領(lǐng)域時(shí)，他不會(huì)想到這會(huì)成為他此后不斷前進(jìn)的動(dòng)力，也不會(huì)想到自己能在能量俘獲領(lǐng)域做出很多有意義的研究工作。如今，多年的付出使他不僅在振動(dòng)能量俘獲機(jī)理上收獲頗豐，也在能量俘獲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建模、分析與實(shí)驗(yàn)研究中取得了一系列進(jìn)展。目前，他已經(jīng)在包括著名能源領(lǐng)域期刊Cell子刊

Joule，Applied Physics Letters、Applied Energy、Nonlinear Dynamics等國(guó)際權(quán)威S C I期刊發(fā)表論文30篇。研究工作得到了國(guó)內(nèi)外同行的認(rèn)可和積極評(píng)價(jià)，論文總被引900多次，其中單篇最高SCI他引100多次，并有1篇ESI高被引論文，2篇論文獲得了國(guó)際埃尼獎(jiǎng)EniAward的提名邀請(qǐng)。

在著力解決振動(dòng)能量俘獲領(lǐng)域中關(guān)鍵科學(xué)問題的同時(shí)，周生喜最大的心愿就是能在不久的未來，推動(dòng)該技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用。而為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)心愿，他將不懈努力，矢志不渝。