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院士专家面对面:日本籍院士“追风”来重庆

发布时间:2018-05-29 | 作者:  | 编辑:重庆科协数据迁移

田村幸雄和学生一起观看风动实验模型。本版图片均由首席记者崔力摄

编者按

5月30日是全国第二个科技工作者日。今日起,本报陆续推出系列报道,讲述在渝院士和一线基层科技工作者的感人故事。希望通过这些故事,进一步在全社会大力弘扬中国科学家精神,营造尊重劳动、尊重知识、尊重人才、尊重创造的良好氛围,激发全市科技工作者创新争先的热情。

人物名片

田村幸雄,重庆大学土木工程学院教授、日本东京工艺大学名誉教授,国际著名风工程专家、国际风工程协会前主席。2014-2017年,作为中组部“外专千人”计划专家任教于北京交通大学,2017年10月受聘为重庆大学全职教授。2017年11月,增选为中国工程院外籍院士。

田村幸雄长期致力于结构风工程研究,其突出学术成就和贡献主要集中在建筑结构风荷载的数学模型、量化和分析,为实现合理的建筑结构抗风设计作出了创造性贡献,是建筑结构抗风研究和应用领域的国际著名专家。曾获国际风工程学会(International Association for Wind Engineering)Davenport奖、美国土木工程学会Scanlan奖和Cermak奖以及多项日本国内科技奖项。

对田村幸雄来说,做科研最好的动机是爱,对人的爱,对环境的爱,对地球的爱。

出于对人的爱,他选择研究风,将风灾带来的伤害尽可能降低,让人免遭更多痛苦;出于对环境的爱,他选择研究风对环境造成的不良影响;出于对地球的爱,他选择做风力发电节能研究……因为有爱,所以才能专注于自己的研究对象,而不受其他因素影响,才能把研究坚持下去,持之以恒。

71岁的田村幸雄,“追风”(追龙卷风)追了半个世纪。

美国、加拿大、韩国、澳大利亚、中国、马来西亚……“追风”去过的地方太多,以至于具体到过哪些地方,他自己都已记不清楚。

为啥要“追风”?他说,“追风”的目的,是抗风——为各式各样的建筑进行抗风设计,让它们在风中屹立不倒。

2017年10月14日,田村正式受聘为重庆大学土木工程学院全职教授,开启了全新的重庆“追风”之旅。可是,作为内陆城市的重庆,一年四季刮风少,即使有风也不大,龙卷风更是少之又少,这位“追风”的日本院士,为啥会做这一选择?

“我研究风,可我没疯,哈哈哈!”近日,田村在接受重庆日报记者采访时,幽默地说。

在他的成果问世之前,联合国还没有风灾研究

“风灾的威力,被低估了。”田村认为。

风,看似无形,却无处不在。田村说,一提到自然灾害,不少人首先会想到地震、洪水等,风往往被忽略。常年参与世界各地风灾一线调研的他,给出了一个令我们意外的数据:自然灾害造成的经济损失,80%都是风灾造成。

他举了一个例子。“今年是汶川大地震10周年,当年,这场突如其来的灾害,造成当地近7万人失去生命。其实大家都不知道,在这之前的10天,还发生了一场更严重的灾害。”他说,那是2008年5月2日,热带风暴“纳尔吉斯”在缅甸海基岛附近登陆,造成的遇难者多达13万多人。即便有当地民众缺乏抗灾经验的因素,风灾带来的危害之大也可见一斑。

风是如何摧毁建筑的,多大的风力会带来多大的损失?

田村表示,有个专业名词叫作“风荷载”,即空气流动对建筑物产生的压力,它与地形、地面粗糙程度、距离地面高度、建筑型态等因素有关。

本世纪初,他在日本东京工艺大学做研究时,就通过不断实验,建立了建筑风荷载数据库,并根据数据建立数学模型,找到了风力和建筑损坏程度之间的关系,这对实现合理的建筑抗风设计做出了创造性的贡献。在那之前,联合国防灾署都没有关于风灾的研究。

2009年,在田村的呼吁下,联合国防灾署发起成立了强风关联灾害防治专题小组,由他担任主席,致力于减少风灾带来的危害,为政府部门、研究机构和基层社团提供技术咨询和培训。

2012年2月建成的东京天空树,高达634米,被誉为世界上最高的自立式电波塔,如今也是东京最火的旅游景点之一。它建在一个三角形的底座上,呈圆柱形,随着高度上升,塔身逐渐变细,顶端呈圆球形,类似日本国宝建筑“五重塔”。像这样的超高建筑,如何进行抗风设计?早在建造之初,田村就给其“量身定制”了抗风设计方案,确保了建筑安全。

不仅是在日本。田村的研究成果运用在了很多国家和地区。

也正因为此,2007-2015年期间,田村连任两届国际风工程协会主席,在全球范围内推动风工程基础和创新研究、风工程应用、风工程教育和国际风工程交流。这在国际风工程协会50多年的发展史上,算是特例。

被项目吸引来“追风”,他每年一半时间待在重庆

2014年,任职于东京工艺大学的田村退休了,作为中组部“外专千人”计划专家,应邀来到中国,加入北京交通大学。

为什么会选择来中国?

“从日本到中国,近嘛!我在东京工艺大学还有项目没完,这样来回跑也方便。”田村的幽默,像风一样,无处不在。

事实上,城市化快速推进的中国,到处都是拥有大型屋盖的建筑,开展建筑防风减灾的技术应用越来越重要,这让田村的诸多研究成果都能有用武之地。

而他和北京交通大学的合作,早从2009年就已开始。通过开展科研合作和交流,2013年他就已成为该校“风敏感基础设施抗风减灾创新引智基地”学术大师。

在北京交通大学任职期间,田村不仅为该校拿到了国家自然科学基金项目、日本教育振兴会合作项目、中国科协“一带一路”中印风敏感基础设施抗风减灾研究中心项目等重大科研项目,还先后资助16名短期访问学者赴海外交流,对青年教师的成长给予很大帮助。

当时和田村合作最紧密的,是同样在该校任职的杨庆山教授,杨庆山在建筑抗风减灾领域也有20多年的研究经验。为此,他们共同发展并完善了抗风减灾理论在大跨空间结构中的应用,找到建筑抗击风力的结构设计方法,如今已成功应用于沈阳南站、厦门高崎国际机场T4航站楼、云南科技馆等重大工程中。

2016年6月23日,我国江苏盐城发生特大龙卷风灾害,造成90余人死亡。田村得知消息后,立即前往盐城调研。到达现场后,他马不停蹄前往受灾最严重的村落,在灾后散落着钢筋、玻璃、彩钢板的泥地上穿行,考察建筑物的受损情况,为制定中国龙卷风强度标准提供了重要参考。

在北交大任职3年之后,他又选择了加入重庆大学。

从北京到东京比较近,从重庆到东京却比较远。为何田村会选择这样一条“追风”路线?采访中,记者再次问到这个问题。

他的回答是:这次选择,并不是以距离来衡量的。

2017年1月,杨庆山调任重庆大学土木工程学院院长。杨庆山的牵线引荐,是原因之一。不过,对田村吸引力最大的,还是重庆大学风工程·风环境·风资源研究中心项目的启动。

正在建设的重庆大学风工程·风环境·风资源研究中心,主要将对超高层建筑的抗风防风能力、风力发电等重要领域展开研究,田村正是该中心的发起人之一。重庆大学耗资6000多万元打造的具有全球先进水平的风洞实验室,将是他开展科研的“主阵地”。

所谓风洞实验,是利用几何相似的原理,将地形、地表物体以缩尺模型放置于风洞中,再以仪器测量模型所受的风力或风速。这样测量出来的结果,与现实的风场观测结果相近,因此是研究风工程问题最常用的方法。

包括风力发电在内的新能源产业,是重庆的战略性新兴产业之一。对风力发电装备做技术优化,增强其抗风能力和风力发电效率,让他的研究成果有了很大的产业实践空间。

所以,田村说,“追风”来重庆,自己并没有“疯”。

资助50余名中国科研人员,荣获中国政府友谊奖

如今,在东京工艺大学、北京交通大学和重庆大学,都有田村的办公室。不过,他在重庆待的时间最长,一年算下来大概有半年时间,因此,他的很多“家当”都随他来到重庆,包括在学术生涯中获得的很多奖励。

在他重庆大学办公室的玻璃柜里,摆放着各种证书和奖章,其中有个青铜材质的奖盘,格外引人注意。

“这是我获得的第一个奖,是1993年日本建筑学会颁给我的,那时候我才40多岁,获奖之后特别兴奋,这也是我最珍惜的一个奖。”田村介绍,奖盘是个青铜镜的造型,是中国古代常见的器物,而且奖盘的原材料很可能也来自中国,因为日本没有这种材料。“看来我和中国的渊源很深!”

他说,跟很多年轻人一样,那时的自己,也比较在意奖励,认为这是对自己的认可。可随着年龄的增长,自己已越来越不看重这些奖励,更看重奖励背后的成果是否造福于人类社会,更看重这项事业是否后继有人。

为此,一直以来,他对待科研的态度都是一丝不苟,对待学生的学术研究也是出了名的严苛。

徐晓达是田村的博士研究生,跟随他做研究已有3年。徐晓达说,老师指导学生论文时,不管是词句的推敲,还是图表的制作,甚至是文中标点符号的选择,他都要仔细琢磨,让每篇论文做到准确无误,才肯让学生拿出去发表。一篇论文修改10、20遍是家常便饭。

田村也很喜欢帮助年轻学者和学生,让他们拥有一个全球化的学术视角,取得更多研究成果。

实际上,自上世纪80年代至今,田村已经累计资助50余名中国科研人员赴日学习交流,这些年轻学者和学生回国后,很多已成为国内大学的科研骨干。此外,迄今为止,他还担任了我国15所大学的名誉教授、顾问教授或者客座教授,为我国风工程专业人才培养和研究发展作出了重大贡献。

正因为此,2017年9月,他获得2017年度中国政府友谊奖。这也是对在我国现代化建设中作出突出贡献的外国专家设立的最高荣誉奖项。

2017年11月,他又被增选为中国工程院外籍院士。

“下一步,我想继续致力于那些能实现更安全和可持续发展的前沿研究,竭力将我的知识、技能和经验,传递给更多中国的年轻人,也更好地推动中国在这一领域的研究发展。”他说。

背后故事>>>

实验楼遇“惊喜” 老院士秒变“老小孩”

本报记者 张亦筑

4月28日上午,在位于沙坪坝的重庆大学B区校园内,一座红白相间的三层老楼在成荫树木的映衬下,显得更加古朴而有味道。

老楼房的正门上方,赫然写着“建工馆”三个金色大字。从这里走进大厅,沿着年代感十足的木楼梯往上走到二楼,楼梯旁的院士办公室,便是田村的办公地点,他已在此静候多时。

很多人心目中的日本男人,都是西装革履的“严肃先生”。初次见面,田村院士也穿着一件深色的西装外套,显得正式庄重。不过,搭配一条卡其色的休闲裤,又有了几分轻松。

“Nice to meet you(很高兴见到你们)!”在我们做完自我介绍之后,他走上前来和我们握手打招呼,显得和蔼可亲。

原本打算请他带我们参观一下他的实验室,结果计划落空,“我的实验室还在建呢,现在办公室也是研究室!”他笑着说。不过,他想了片刻,还是迫不及待想带我们去那附近看看。没想到在去的途中,还收获了“惊喜”——离风洞实验室不远处的结构实验楼里,有一个涂上天蓝色油漆的缩尺风动实验模型。

“哇,这里竟然有一个模型,我也是第一次见!”尽管还没建设完工,只是一个空风洞,但面对这样的“惊喜”,眼前的这位老院士秒变“老小孩”,顿时兴奋不已,绕着风洞周围东看看西看看,钻到模型中间的空洞里一探究竟,一边展开双臂丈量空洞的尺寸,一边向我们介绍,这是风洞模型中的转盘,直径大约有2米,是用来放置地形、地表建筑等模型的,模拟现实的风场来进行研究。

“虽说这是缩尺模型,但是按国际标准建造的,太棒了!”他说,之前听说学院在建一个小的风洞实验模型,用于教学为主,没想到在这里,而且有这么大尺寸,一时没有按捺住激动的心情。“中国人说的‘小’,原来都很大!”他的幽默,让在场的人都捧腹大笑。

对科研十分严苛的田村,其实很多时候都会展现出风趣的一面。比如他讲课就毫不死板,课堂上经常都是欢声笑语。

刘敏是重庆大学风工程·风环境·风资源研究中心研究团队的成员,跟随杨庆山做博士后研究,和田村打交道多年。

“田村老师曾给我们代过课,讲结构风工程。”她回忆说,当讲到尾流的知识时,他告诉大家,大雁飞行排成“人”字形,排在后面的大雁可以借助前面大雁遇风产生的尾流,在飞行时省力不少。

在讲完尾流之后,他立马出了一道考题问大家:为什么冬天大雁要飞到南方去?学生们纷纷摇头,正等待他揭晓其中的科学知识时,他却给出了令人意想不到的答案,“因为走过去太远了,所以要飞过去”,弄得大家哭笑不得。

“一丝不苟又不失幽默风趣,这是学生心目中田村院士最真实的样子。”她说。

“两点一线”的重庆生活

本报记者 张亦筑

在成为重庆大学土木工程学院全职教授之前,田村幸雄其实来过重庆两次,但来去匆匆,并没有好好认识重庆。

“重庆是一座山水之城,记得那时来,去了两江交汇的朝天门码头,还参观了规划展览馆。”他说。

如今,尽管在重庆待的时间相对较多,可他似乎也没有机会四处去逛逛。“从校外的公寓到校内的办公室,再从办公室到公寓,基本上每天就是‘两点一线’的生活,哈哈哈。”

年逾古稀的田村,对自己的工作要求仍然很严格,每天早晨6点就到办公室,经常工作到深夜才回公寓。他的学生常常在第二天发现,凌晨一两点田村老师还在给他们发邮件。

在重庆的生活,虽然看似比较乏味,可他却很习惯。唯一不习惯的,就是吃,无辣不欢的重庆美食,让他的胃难以适应。

所幸的是,田村的太太跟随他也来到重庆,照顾他的饮食起居,这才让他的胃没有了后顾之忧。“太太早上会做西式早餐,晚上就做日料,我还是更喜欢清淡的食物,不然我的胃会和我闹翻的!”

生活上,由于语言不通,两人多少会有些不便。特别是田村太太去超市采购生活用品,交流存在一些困难。所以有时他会很不好意思地向自己的学生求助,而学生们却非常乐意为他们解决生活上的难处。

“其实在生活上,我们更像是朋友,”徐晓达说,田村老师会和他开玩笑说,“哇,你又长胖了”,也会经常请他们吃饭聊天,不管是田村老师还是田村太太,都特别平易近人。这样的亦师亦友,也是田村希望的。“这样的状态保持下去,我会很高兴的。”

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