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【在我们身边】代洪华:聚焦学术前沿,突破科学难题

2021年10月29日 08:51  

在本年度“师德师风建设月”期间,党委教师工作部将陆续推出西北工业大学2021年度优秀青年教师(吴亚军奖)获得者的事迹材料,充分展现我校优秀青年教师的爱岗奉献、甘于奉献、阳光美丽的为师风采,激励广大教师做有理想信念、有道德情操、有扎实学识、有仁爱之心的“四有"好老师。

优秀青年教师(吴亚军奖)简介:该奖由我校杰出校友吴亚军赞助支持,每年选拔不超过40周岁、政治素质好、师德高尚,受到学生喜爱,在人才培养、科学研究、学科建设、社会服务等方面取得标志性成果的优秀青年教师。每年特等奖5人,一等奖10人。本期推出的是2021年度优秀青年教师(吴亚军奖)特等奖获得者——航天学院的代洪华老师。

代洪华,航天学院教授,博士生导师。分别于2009年和2014年获西北工业大学学士和博士学位,师从岳晓奎教授。从事航天动力学与高性能仿真研究,发表论文40余篇。担任4个国内外主流期刊编委。获省部级一等奖2项,获第23届ICCES“杰出青年研究者奖”,并入选国家级青年人才。

 

一、需求牵引,做开拓创新的实践者

 

在西工大学习工作十多年,学校“公诚勇毅”的校训和“三实一新”的校风塑造了他勇于创新,敢啃硬骨头的品质。紧密围绕航天领域国家重大需求,代洪华开展了高维非线性系统高性能计算方法等前沿研究。坚持不懈,久久为功,克服了非线性计算领域一个著名难题。

非线性动力学系统的周期解是计算领域重要基础问题之一。求解强非线性系统周期解的最常用方法是谐波平衡法。谐波平衡法计算精度高,但在处理非线性项时涉及繁冗推导,效率低。为此,2002年杜克大学K.C. Hall教授提出了高维谐波平衡法,显著提高计算效率。2020年K.C. Hall当选美国工程院院士,该成果是其引用最多、最具代表性的研究。然而,高维谐波平衡法在求解非线性问题时却产生了多余非物理解,即“假解”。鉴于其重要性,“假解”问题成了非线性计算领域悬而未决的著名问题。

代洪华针对这一问题展开了深入研究,提出了一种高效高精度时域配点法,发现并严格证明了经典的高维谐波平衡法本质上是配点法而不是谐波平衡法的变体,打破了“高维谐波平衡法是一种谐波平衡法”的思维定式,澄清了国际学术界十多年的认知误区,并基于此攻克了著名的“假解”难题。

基于上述成果,2017年代洪华获国际计算动力学领域重要会议第23届ICCES国际会议“Outstanding Young Investigator Award”,陕西省技术发明一等奖等。2021年受第25届ICCES会议邀请作30分钟大会报告,产生了重要学术影响。

 

 二、授业解惑,做学生的引路者

 

在教育教学工作中坚守初心,代洪华以立德树人为中心,在课堂教学中,坚持专业知识和品德修养并重的培养理念。在知识传授的同时,重视对学生爱国情怀、价值取向的塑造,将“服务国家重大需求,面向世界科技前沿”的理念融入教育教学的全过程。

在教学中侧重于唤醒学生的学习主动性,激发学生求知欲。通过对前沿科学问题的讲解,培养学生独立思考、敢于质疑的精神。

代洪华长期关注科学网中关于科研创新、人才培养的精品博客,并针对学生特点,时常一对一地推送博文佳作,既让学生感受到老师的重视,又能拓展学生知识面。

此外,倡导自学与课堂教学相结合,为独立科研打下基础。督促学生课前充分预习,课堂中引导学生完成公式推导+算例分析,最终通过重要知识点的教学示范,教会学生自学、精学的方法。

例如,在讲授《非线性动力学》课程的分析力学章节时,在充分讲授虚功原理、达朗贝尔原理的基础上,选取“拉格朗日方程推导”这一内容做重点示范,本着“讲多不如讲透”的理念,拿出两个学时纯板书手推公式,确保不留疑问。

 

三、 立德树人,做育人工作的探索者

 

在实践育人过程中,积极探索本科毕设新模式。通过本科毕业设计创新团队的方式,吸引优秀本科生加入。突破以前本科毕设一人一题的模式,团队围绕一个科学问题开展多年持续攻关。

代洪华连续三年作为综合毕设团队负责人,培养了9名本科毕业生,其中6人选择到该团队读研,1人获全国首届航空航天类本科毕业设计大赛优秀奖,3人获西北工业大学优秀本科毕业设计论文奖。

航天动力学专业知识的学习过程具有很强的实践特性,系列专业课程及实验主要是在宽口径专业基础之上强化和扩展航天动力学专业知识和基本能力。

多类型课外创新竞赛,是锻炼学生创新素养的重要途经。代洪华在组织学生参加学科竞赛活动中,促使学生扎实掌握专业知识并灵活应用,培养学生科技创新能力和攻关协作能力。

近五年,4次指导学生参加国内/国际学科竞赛,先后获中俄小卫星创新大赛优胜奖、中国研究生未来飞行器创新大赛二等奖等荣誉,持续为创新型人才培养贡献力量。

供稿:航天学院

 

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