他被自己的学生当做是学术道路上的指路人和护航者;他也被学生家长称之为孩子的精神财富、学生的幸运福祉;他总是能够在学生对未来感到困惑时及时现身、点拨迷津,告诫学生将目光放远,不要贪图眼前的微利;他每天踏着晨曦到校,伴着月光归家,在结束了繁重的行政工作后,重回平静心情,在寂静的夜晚为学生修改论文、报告……他有国内外、各行业、学术团体等一长串的社会头衔,彰显着其科研技术实力,而他,更为看重的身份却是回归本源的——“老师”——朴素而神圣的称谓。他叫李跃明,博士生导师,西安交通大学先进飞行器服役环境与控制陕西省重点实验室主任,兼任中国航空学会理事,一位在高等学府勤勤恳恳工作了三十余年的教授,尽管早生华发,依旧精神矍铄,为了为祖国培养更多的高等技术专业人才而殚精竭虑、勇往直前。
为师与做人,孜孜以求
提及李跃明,凡是听过他的课程的学生们无不交口称赞。2007年,李跃明放弃了在国外已构建起来的工作和生活条件,回国加盟了母校——西安交通大学。归国以来,李跃明的家人都居住在上海,他却独自一人,心无旁骛,热心工作在祖国西部,在一线教学科研岗位上践行充满激情与希望的西迁精神。
他从导师俞茂宏教授那里获取了精勤育人的精髓,注重引导学生以兴趣为出发点开展研究工作。他备课时细致用心,授课时充满智慧又风趣幽默,严谨认真却不拘泥,课堂上充实而不乏味,讲授的内容更是能够与科技新动态、新趋势巧妙地结合起来,时时刻刻激发学生的学习热情,启迪学生的科学思维。许多学生听了李跃明的课,称他的授课有大师风范,从对专业知识的一知半解到逐渐沉溺其中,仿佛被捅破了一层窗户纸,立即有了醍醐灌顶的感觉,茅塞顿开。李跃明心中始终明白,无论是在平凡的教学岗位上,还是在培养研究生科学研究方面,或是担任了学院管理工作期间,始终保持着强烈的为党育人、为国育才的事业心和责任感,因而总是扎扎实实落实立德树人的任务。他会深入到学生当中,热情宣讲“历史与文化、信仰与责任”的主题报告,以自身的求学、工作经历激励学生们坚定信念,树立远大理想,始终向前看、向上走。他会引导学生胸怀大局,从国家和民族进步的角度去看待自身价值,并在多个场合、不同时间持续阐述老交大人“胸怀大局、无私奉献、弘扬传统、艰苦创业”的西迁精神内涵。李跃明始终秉承“学为人师、行为世范”的信念,以兢兢业业的进取精神、宽厚仁慈的胸怀格局、朴素乐观的生活态度,为学生们树立了一生的学习典范,其谆谆教诲与悉心鞭策不断激励学生们在人生的道路上孜孜不倦、开拓创新。
李跃明自归国以来,已经累计培养博士研究生10余名,硕士研究生40余名,有3人获国家奖学金,7人获唐照千奖学金,多人获社会奖学金、校级“研究生标兵”和校级优秀硕士论文。在李跃明满腔热忱的熏陶下,这些毕业生或远赴西北边陲献身国家航天事业,或前往国外多所学府继续深造。因工作出色,李跃明在2018年获得教育部高等教育国家级教学成果二等奖,还曾荣获省教学成果特等奖、宝钢优秀教师奖、王宽诚育才奖、全国徐芝纶力学优秀教师等荣誉称号,并在2019年荣膺“庆祝中华人民共和国成立70周年纪念章”,为其职业生涯增添了浓墨重彩的一笔。
基础与理论,稳固夯实
归国10余年来,李跃明带领团队先后承担了多项国家自然科技基金项目、国家重大专项、973项目等科研课题,攻克了一个又一个的前沿技术难题。
一直以来,热环境下结构声振特性的演化机制缺乏准确的理论解释。李跃明团队成功地揭示了试验中发现的结构固有频率随温度呈现下降或上升的机制,发现了结构热应力与变形,以至于热屈曲对结构固有特性影响规律,揭示了发生下降或上升这一现象背后的真正原因,这一发现,对于改善热结构的设计具有十分重要的指导意义。燃气轮机/航空发动机的叶片服役于高达1600℃的高温环境,需要在其表面涂敷保护层,而在复杂工作环境中,由于受到外力作用、温度影响,保护层会发生不间断的氧化反应。那么,在多种因素作用下,热障涂层的性能将如何变化、界面强度将会发生什么样的变化呢?对此,李跃明带领团队开展了考虑微观结构特征的热障涂层力-热-化学耦合失效机理的研究,运用数学模型进行分析,最终开发了基于图像的微观构型的三维重构技术,建立了热、力以及化学氧化的耦合关系,经过多年的潜心研究,终于揭示了热障涂层真实形貌氧化层的不均匀生长的机制。这对于进一步改进或优化高温叶片热障涂层的设计具有重要的参考价值。
常年坚持科学研究,硕果累累,李跃明及其团队前后获得国家自然科学二等奖1项、陕西省科学技术二等奖1项。李跃明知道,只有揭示问题最深层次的机制和原理,才能搭建更高、更稳定的上层建筑,将研究成果应用于实际、解决实际问题,才会为国家发展做出实质性贡献。
联合与应用,学以致用
李跃明长年与航天部门的科研院所合作,将理论研究成果应用于解决航天结构热、声、振等设计中遇到的难题,对结构的减振降噪设计做出改进,切实落实到实际应用中,继而进一步对设计做出全面的改进,已经有多项成果被应用到国家重要设计改进方面,每每提及这些工作,总是令李跃明感到宽慰和自豪。
李跃明做科学研究的同时也注重技术研发,他带领学生独自开发、自主创新应用软件。例如,在复杂结构的建模方面,原来基本上是通过人工方式,导致许多结构/材料细节上的特征被忽略,获得的模型不够准确。为此,李跃明团队开发了基于工业CT扫描信息的三维建模软件,仅仅根据图像信息就可自动建立数据模型,而无需人工干预,对于微观构造或复杂结构的建模实现了无损失重构。多种实用新型软件的开发,激发了学生们进一步做科研的干劲和信心,在多个重大专项和973项目中发挥了关键作用。学生们通过一系列的创新,厘清了做科研的思路,为今后独立科研奠定了基础。
求学与教学,敦笃励志
李跃明的求学经历也异常丰富。他在西安交大读完了本科和研究生,所学专业为工程力学,而在浙江大学攻读博士时,李跃明选择了岩土工程。跨专业的学习和研究,促成了多学科知识相互融合,拓展了认识自然现象与工程问题的思想方法,助攻其在随后的科研工作中,对跨学科领域的钻研是驾轻就熟。在国外工作的14年间里,李跃明从事软件设计、开发工作,又积累了他面向社会需求、解决工程实际问题的体会与认知,对他再次回归科学研究工作起到了极大的工程实践支撑作用。
在国外的经历,让李跃明亲身感受到,经过长期的科技积淀,发达国家的科研环境已发展得较为成熟,工作氛围相对比较安静,人们目标稳定,每天只是按部就班工作即可。回国之后,李跃明明显感到了环境日新月异的变化,体会到了更激烈的竞争和以此带来的压力,这也驱使他逐渐聚焦前沿技术,为获得攻克难关后的激情和快乐而不断进取。多年之后,当李跃明回顾自己的科研教学生涯时,倒是很感谢自己幼年的艰苦经历对意志、品质以及责任心方面的锤炼和缔造,而高等教育的熏陶与沉淀,使得李跃明内心趋于稳定,工作态度端正,心中充满正向能量,并会以亲身经历和感悟激发学生的向上激情。
当李跃明重新站在三尺讲台上之后,眼前总会浮现出恩师俞茂宏教授的身影,是他,给自己灌输了兴趣与研究的重要性,引导自己向着自由学术研究而进发的勇气。李跃明还记得大四时选修俞茂宏教授《宏观强度理论》课程时的场景,还记得俞茂宏教授不同寻常的考试方式,还能够回忆起俞茂宏教授如何引导自己查阅资料、带着他到省外文书店购书……在学术方面,李跃明很荣幸加入了导师团队,在双剪统一强度理论方面贡献了自己的聪明才智,将成果归纳为《双剪统一强度理论及其应用》,并由此荣获国家自然科学二等奖。一幕幕的回忆,一幢幢的经历,李跃明感悟颇深,导师的精髓也被传承并发扬光大,同时成为了李跃明回馈社会、回馈学生的坚实资本。
未来与发展,前景光明
如今的李跃明,依旧工作在教学科研一线,在国家自然科学基金的支持下,又开始了热-声超材料概念与设计的研究工作。李跃明清楚地认识到在实际工程中,高端装备结构或精密仪器结构都会服役于热、振、噪声等交叉耦合的复杂环境中。面对多种因素的服役环境,传统做法基本上是采取被动防护的理念进行结构保护,而很少从材料自身的功能上去实现对环境的抵御,即实施所谓“自身”适应于环境的自护。基于全新的理念认知,李跃明带领团队开始探索、尝试,逐步设计出一种适应于热声环境的热-声超材料。然而就物理学的本质而言,热和声的描述维度完全不同,存在量级上的差异,若想将两者在同一尺度上进行描述和求解,难度极大。团队已完成了一些表象方面的研究,利用热调控原理与局域共振型的振动原理来初步实现设计目的,相关的研究论文已逐步发表。虽然李跃明意识到该项工作的艰难性和长期性,但他并未丧失信心,其充满乐观的态度和肯定的自信鼓舞着团队成员。他期望未来可以设计出环境自适应的超材料,无论是处于热环境、噪声环境还是力学振动环境,均能够自然自适应,完美融合。
目前,李跃明团队在原理上已基本实现了既可以操控热走向又可产生明显降振之带隙的多功能超材料,为今后多场超材料的设计乃至制备打下了良好的理论和技术基础。未来的环境自适应超材料将会改变传统理念,促使装备结构对环境的适应能力迈上新台阶。李跃明希望通过团队辛勤的努力,设计出全新的材料,创造未来,改变未来。
