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2019年北京航空航天大学“樱花科技计划”项目总结

时间:2019-02-24

2019年北京航空航天大学“樱花科技计划”项目总结

2019121日至24日,在中国科技部和日本科学技术振兴机构组织的中日青少年交流计划“樱花科技计划”交流项目的支持下,北京航空航天大学航空科学与工程学院人机与环境工程专业,由飞机防除冰课题组常士楠教授带领的3名博士生和2名研究生一行人,先后与东京大学飞原-党研究室的党超镔准教授课题组、玉川大学大久保英敏教授课题组、关西大学Matsumoto Ryosuke教授课题组、静冈大学工学院吹场-活佳准教授课题组、九州大学高田保之教授课题组进行了交流,还参观了DAIKIN Discovery Hall,了解大金空调发展史,了解日本生活文化。在此期间,还要感谢交流项目负责人党超镔教授为我们的日程安排制定了详细周全的计划,陪同我们参观访问以上高校课题组和实验室,在双方的共同努力下,此次交流活动圆满完成。

东京大学柏校区党超镔准教授课题组

在东京大学柏校区新领域环境栋,我们在宋老师的带领下,参观了党超镔准教授课题组的实验室,水滴冻结实验台,接触角测量实验台,吸附制冷实验台,液膜流动与传热实验台,碟形换热器实验台等。宋老师详细介绍了每个实验台的工作原理,我们也拿着微通道换热器和碟形换热器进行仔细观察,发现这些换热器设计的非常精巧细致,我们都对他们的制作工艺和一丝不苟的态度非常敬佩。宋老师还给我们介绍了水滴冻结实验台的装置,演示了水滴冻结实验的详细操作和结果,开阔了眼界,光源等设备都是我们可以借鉴尝试,对我们完善实验课题有极大的帮助。


除了参观一些具体的实验台,宋老师还带我们在东京大学柏校区,参观了实验设备加工室、焓差实验室、空气源热泵系统、微通道换热器及吸附式制冷实验室等。在实验设备加工室,我们看到了摆放整齐的转头等工具,虽然实验室空间狭小,机床工具却整齐有序。机床都是小型号便于操作,可以满足绝大多数的简单加工。我们还了解到日本的网购不够发达,买设备工具等特别耗时耗力,所以能自己加工的都会自己动手,有的实验室没有暖气。相比于他们,我们有便捷的渠道,更大的空间,更舒适的环境,我们的科研环境不比他们差,需要改进的是我们对科研的态度。

在此期间,党超镔准教授课题组和我们飞机防除冰课题组进行了两次学术交流会,双方先各自介绍了课题组的大致研究方向和内容,常士楠教授做了“飞机/发动机结冰及防除冰研究”的报告,十分详细的介绍了课题组的研究背景,大致介绍了课题组研究内容和所有研究课题的关联。之后每位同学依次介绍具体研究内容和细节,东京大学的同学们介绍了“Design of a “Kaleidoscope Homogenizer” to obtain uniform irradiationon the photovoltaic cells”、“Study of Droplet Motion on Temperature-responsive Surface”等报告,我们也介绍了“Experimental investigation oflarge droplets breakup in continuous air jet flow”、“Study on Dynamic Characteristics of Water Droplet on Surface withDifferent Wettability under Shear of Airflow”、“Work Introduction on Inflight Electro-thermal Deicing”、“Study on ice shedding induced byaerodynamic force from aircraft surface”等,对于每个报告,大家都提出各自的观点和见解,有些问题一语见地,对我们思考问题的方式有很大的帮助,找到了很多忽略的却对研究有很大影响的问题。



玉川大学大久保英敏教授课题组

我们在党超镔教授的带领下,前往位于东京都町田市的玉川大学拜访大久保英敏教授,玉川学园包括了幼儿园、小学、中学和大学,占地面积很大,环境优美。


大久保英敏教授先给我们介绍了一下关于结霜的报告,以及抑制表面结霜的一种方法,采用一种网状结构放置在试验件表面,发现绝大多数的霜都在网状结构上,而非试验件表面。与我们课题组研究的防除冰课题密切相关,我们表现出极大的兴趣,与大久保英敏教授深入交流以上现象的原理。紧接着,大久保英敏教授带我们参观了他们课题组的实验室,让我们印象最深刻的是从天花板悬挂的插线板,这种巧妙地方式避免了放置在地面上的插线板和线被踩踏的危险和凌乱,还避免了插线板放置在桌子上容易被污染的可能。还有一个小巧的实验台使我们印象深刻,与我们实验室的小型风洞相似,更像是迷你版,比我们的实验台更简易,通过冰箱制冷,还有小型风机生成冷气流,观测在气流吹拂下表面结霜现象。


参观完实验室之后,我们介绍了“Investigations and Simulations on Surface Water According toDifferent States”主题报告,介绍了侧风吹拂下水膜运动实验,以及水滴撞击冻结过程数值仿真,和“Freezing Characteristics of Water Droplet on Different WettabilitySurface”主题报告,介绍了水滴静止和撞击冻结实验。与大久保英敏教授深入讨论这些研究内容。最后,我们与大久保英敏教授合影留念,此次玉川大学交流活动圆满结束。



大金公司和关西大学Matsumoto Ryosuke教授课题组

乘坐日本新干线前往大阪的路上,我们看到了闻名的富士山,为我们奔波的旅程增添了靓丽的一笔。


我们在大金公司,参观了DAIKIN Discovery Hall,在大金员工的带领下,了解了大金空调发展历程,入口处的一件艺术品吸引了我们的注意,空调的所有部件组成的形状在一固定光线的映照下投影出一个奔跑的人,或许象征着大金空调锐意进取,从不停歇的理念吧。通过和大金的中国员工交流,我们了解到公司里中国员工也占了很大一部分,他们也会做一些有关的实验和仿真。


告别了大金公司的中国员工,我们紧接着前往关西大学拜访MatsumotoRyosuke教授Matsumoto Ryosuke教授首先做了“Novel Development of the Frost Research by Using RadiographyTechniques”报告,给我们介绍了他们的研究内容,我们和Matsumoto Ryosuke教授讨论了X-射线测量霜结构的一些问题。


紧接着,Matsumoto Ryosuke教授带我们前往热工实验室,给我们详细介绍了一些实验台,并且现场演示了表面结霜的实验过程和实验图像。之后我们介绍了我们课题组的研究内容以及水滴冻结实验,Matsumoto Ryosuke教授提出了一些问题,并且给我们一些中肯的建议,此次交流我们收获良多。


静冈大学工学院吹场-活佳准教授课题组

告别了大阪,我们乘坐新干线前往静冈市,与静冈大学工学院吹场-活佳准教授进行交流,吹场-活佳准教授介绍了他们课题组,和主题为“Icing Experiment on a Micro-grooved Plate”的报告,介绍了他们的研究内容,我们了解到他们也是以航空为背景,研究微槽道表面结霜现象和降落伞等实验。吹场-活佳准教授还告诉我们他们2018年的时候还去天津参加过国际会议,并且表达了前往北航拜访的愿望。


紧接着吹场-活佳准教授带着我们参观了他们的实验室,详细介绍实验台工作原理。还带我们与航天相关的课题组进行交流。之后又带我们参观了静冈大学的一座博物馆,里面陈列的主要是晶体管和成像发展历程。



九州大学高田保之教授课题组

最后一个访问地是九州大学,我们乘飞机前往福冈九州大学,与高田保之教授课题组进行交流,进入九州大学,最大的感觉就是大和美,九州大学有校内摆渡车,并且九州大学靠海而建,风景优美。


我们首先听取了九州大学和高田保之教授课题组的大致介绍。之后参观了极限物理工学研究室,冷凝与沸腾研究室,新一代制冷剂物性评价研究所等。


他们介绍了一些实验设备,图为电子线描画用走查电子显微镜,还介绍了沸腾气泡实验研究,介绍了其中一个实验板,铜板表面上间隔涂覆了聚四氟乙烯,还介绍了水滴撞击热表面实验研究实验台,包括单个水滴的撞击和多个喷雾式水滴撞击实验。



总结

最后,我们在东京大学柏校区党超镔准教授给我们准备的办公室,进行轻松活泼的活动交流总结,党超镔准教授为我们颁发了“樱花科技计划”参与者证书。


通过参观访问东京大学、玉川大学、关西大学、静冈大学、九州大学等课题组及实验室,交流有关,不同浸润性表面的液滴冻结及水膜流动、微通道换热器结构优化、霜的结构及如何有效除霜等问题以及非接触光学实验测量方法和手段,数据分析和整理,理论建模,仿真和应用条件等方面内容。我们进一步了解了相关领域最新研究动态和发展趋势,并为进一步合作打下了良好的基础,对提升本课题组研究能力和水平具有重要推动作用。