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ZZ:章梦涛教授小传(六)

已有 5353 次阅读 2009-8-21 16:19 |个人分类:个人日记|系统分类:人物纪事|关键词:学者| 力学, 传记, 章梦涛, 杰出科研工作者

19781128日早上,在离开二十年又七个月后,章梦涛终于又回到了阜新。当天特别冷,大概零下二十多度,孩子穿的是晋南过冬的衣服都受不了。看到来车站迎接自己一家的基础部副主任范宏楠老师和校办副主任盖光山老师,章梦涛心中十分感激。工作是有了,但并不感到有什么欣喜,更不感到激动,因为他怀疑这次落实政策会有多大可能,自己能否在内。特别想到自己不仅是右派,还是反革命。在过去漫长的二十余年中,就一直纳闷自己怎么会成为反革命,在肃清反革命运动中,一年不知写了多少材料,经历了多次的不同人员审查和外调。以后在全市中等学校教职工大会上宣布平反并赔礼道歉,连他在内全市仅两人而已。市委姚书记还专门前来表示歉意,按反革命惩治条例是不构成反革命犯罪, 20多年一直在脑海中盘旋。在过去二十余年中,多少次公检法部门的领导来到劳改队调研,找到他谈话他都会提出这个问题,有的是避而不答,有的大胆回答说解放前的事情够不成反革命,解放后只构成右派也够不成反革命,但两者相加就够了,这样的加法是否成立?想到这些心情反而更加沉重。他已经到了知天命的年龄,戴着反革命帽子也生活了二十年,无所谓了。但是自己已有两个孩子,而且是男孩,对他们的伤害从当时情况看就太大了,因而心中忐忑不安。所以回校之后最关心的不是工作,而是平反改正

听从学校安排将他安排至力学教研室。在教研室了解到材料力学要在1989年秋季才有课,他选择了材料力学教学,主要是有充裕时间便于应对在落实政策过程中发生的问题。19794月,统战部部长郭延廷代表党委宣读了对他右派改正的决定。也只有共产党才有自己纠正自己错误的胸怀。但对于反革命平反却出现波折。1980年春阜新人民法院做出第一次平反判决,保留了1958年原判决及锦州市中级人民法院判决书的事实,只是不认为构成反革命犯罪。他表示不能接受,要求重审。但一直到1984年初,当时他已成为市政协常委、省政协委员。在检查委员政策落实情况时才得到彻底平反,恢复了历史本来面目,使这段历史真正得以翻了过去。章梦涛感到莫大的欣慰和党实事求是精神的伟大。感谢党的十一届三中全会结束了以阶级斗争为纲,开启了改革开放的新时代。但也想到,当年青春年少,血气方刚,在国家山河破碎,民族面临生死存亡之际,激发了爱国热情,怀着满腔热血,投笔从戎,抗日救国。这样的一段历史在解放后却纠缠了自己三十余年,历尽磨难,因而感到深深的惋惜和遗憾。历史问题清楚了,19846月经丘永权、鞠景明介绍,加入了中国共产党,终于实现了解放以来的心愿。

1984年章梦涛被任命为科学研究所所长,为不是他的心愿,当时他已经是55岁的人了,只是希望能不受过多的干扰做点实事。特别是事前对科学研究所是否撤消进行过讨论,此时他已调至研究所深部地压研究室。但在所内许多同志的劝说下,他自己也感到不能只忙于自己的科研工作,应该为大家做一点工作,上任后首先是进行稳定人心的工作,调整研究结构,实行民主,重大事情民主决定,并且积极联系,拟将研究所研制的国内仅有的两台Φ800孔径帷幕钻机用于灌注帷幕墙工程,作为创收渠道。全所在1985年获得参与国家七五科技攻关项目达到三项,但科研所终于在19866月被撤消,仅深部地压研究所是抽调不同单位人员组成的,正承担有科研任务,因而保留由科研处管辖。他调任研究生部主任,当时兴起了读书无用论的风气,报考研究生兴趣不够高,保证研究生培养质量和维持研究生招生录取数量就成了他工作的中心。19906月他已61岁,上书辞去了研究生部主任,回到了深部地压研究所,以后又来到了由他的学生潘一山、梁冰、王来贵组成的工程力学研究所。1997年回到基础部。1998年工程力学获得了博士学位授予权,而且已经有了力学本科生,成立了力学与工程科学系,后撤系建院,他随之到院工作,2006年还为力学专业学生讲授流体力学课程,迄今还关心和参与力学与工程学院建设和发展。

章梦涛回到学校讲课是从理论力学开始的,由于多名力学教师参加学校的培训班,致使理论力学任课教师不够,教研室付亚群老师请他为采煤77级五个班讲授理论力学课程。他心中虽有想法,但却不好拨付老师的面子就应允了,这是来到高校讲的第一门课,以后还分别讲授了采煤77级、78级的材料力学,78级、80级力学专业的弹性力学。1990年为通风专业自编讲义,讲授了煤岩流体力学。1995年由科学出版社出版,获辽宁省科技进步奖。1998年自编讲义开始为力学专业讲授流体力学,由李忠华等修改,由东北大学出版社出版。从1983年开始,迄今为研究生讲授了约30门课程,其中除了有传统的固体力学和流体力学多种课程外,还讲授了如内蕴时间塑性理论、非线性连续介质力学、有限变形弹塑性理论、损伤力学、两相流体动力学、粘性流体动力学、固流耦合力学等。他所讲授课程要求学生理解和会用,他通过讲授知识的同时传授方法,给同学猎枪,让学生自己学会猎取知识,重点突出,层次分明,深入浅出,从生活和工程现象引入,深受学生欢迎。

力学教研室从成立以来也先后承担过液压支架试验台、帷幕钻机主要零件的强度核算的工作,总的来说科研工作很少而且不能经常化,基本上是教学单位。受到全国科学大会的鼓舞,材料力学教师已确定以计算力学、实验力学和断裂力学为今后的科研方向。章梦涛在离开学校后的二十余年中,主要在工厂从事制造工艺和工艺装备的研发。回到学校,条件和环境都发生了变化,难以从事过去的制造工艺和装备研发工作,需要重新选择科研方向,并希望与教学一致,即从事力学方面的研究。但是他深知,二十世纪是应用力学的世纪,力学来源于应用,来源于工程实际,从而服务于工程实际,否则只能跟着别人后面跑。煤炭开采工程领域中的力学应用与航空、航天、机械、土木领域的力学应用相比有很大的差距,但却有大量的复杂力学问题有待解决。由于采矿工程领域条件特殊,一般力学工作者不愿问津。他认为解决煤炭开采中的力学问题正是的煤炭行业力学工作者的责任。而且由于学校是煤炭性质的高等院校,从事煤炭开采领域力学行为规律的研究有方便条件,这也正是煤炭行业的力学工作者可以充分发挥作用的领域,因此他决心在科研上另辟蹊径,本着先当学生、后当先生的态度进入采矿工程领域,从事有关力学行为及规律的研究。

煤矿矿井开采将工作面和采空区称为采场,采场空气流动状况及沼气(瓦斯)浓度在其中分布的状况,是合理调整采场通风措施,提高通风效果,保证矿井安全生产的依据和基础。特别是高瓦斯煤层采用无煤柱开采,更为重要。但是直至二十世纪八十年代,对于采场大气流动状况及风流中瓦斯浓度分布,只能依靠少数测点实测的数据进行分析。

1979年章梦涛首先将采场空气流动视为平面位势流流动,通过有限元计算进行了分析,在抚顺召开的首届全国通风学术会议大会上宣读,引起了通风学术界的兴趣。但是采场中的采空区空气流动是在冒落的岩石形成的连通的孔隙空间流动的,与工作面空间空气的流动不同。1981年将采空区空气流动视为具有不同孔隙度的非均匀的渗流场。设空气流动服从达西定律,工作面空气流动视为孔隙度m=1的特殊渗流空间的流动。由于渗流场是非均匀的,从而将渗流场大致划分为几个均质区,建立了数学模型,通过设立少数测点,根据所测的数据采用解逆问题或正问题的方法反求参数,修正模型,然后进行有限元分析。对鹤岗新一矿30号煤层无煤柱采场在工作面设置测点反求参数,对采场空气流动状况进行分析,绘成流网图,与原来通过大量测点所得的流网图相近。1984年在采场空气流动状况分析的基础上,将瓦斯在采场区空气气流中浓度分布视为扩散物质在采场空气流动中的扩散,同样分为几个不同的均质区及反求参数,建立了瓦斯的扩散场数学模型。对采场空气流动场的渗流场进行耦合求解,对采场风流中瓦斯浓度分布进行分析及评价,在义乌常村矿进行应用,经计算所得的23个测点的预测值和实测值最大误差为1.2%,为完成义乌常村矿高沼气易自燃厚煤层分层同采无煤柱开采的科技攻关项目采取适当的通风措施提供了依据。1990年在国家九五科技攻关项目采空区瓦斯抽放中,建立了煤岩层变形场、采场空气流动渗流场和瓦斯扩散场三场耦合数学模型,通过少量实测数据反求参数,采用有限元法耦合求解,对受采动影响邻近层瓦斯随风流向采空区流动瓦斯浓度分布进行了分析,为采空区布置抽放孔进行瓦斯抽放提供了依据。通过以上研究,初步形成了采场环境流体力学的理论框架,为采场大气流动和瓦斯浓度分布主要根据少数实测数据依靠经验进行定性分析,转为主要依靠科学进行定量化分析提供理论基础。

冲击地压是煤矿开采中灾难性的灾害,世界各采煤国家都有发生。二次世界大战后煤炭开采强度和深度增加,冲击地压灾害趋于严重。我国的冲击地压由上世纪七十年代以来开始严重,冲击地压发生强度和频度,造成矿工死亡人数均位居世界首位。此时发达国家因冲击地压尚无根本防治措施,对冲击地压灾害严重的矿井开始采取关井的措施。1982年章梦涛参与了冲击地压成因机理预测防治的煤炭工业部重点课题的研究。通过大量冲击地压发生的实例,普遍认识到冲击地压是煤(岩)破坏而发生的现象,因而最早建立了煤岩破坏发生冲击地压的强度理论,但强度理论不能解释煤岩破坏多数不发生冲击地压的现象,只能是冲击地压发生的必要条件,以后发生理论地提出就脱离了煤岩的破坏。章梦涛通过室内岩石破坏实验和冲击地压发生现场的观测,从地震发生机理的研究中得到启发,根据近代已知的岩石破坏机理对冲击地压发生机理进行研究,揭示了冲击地压是煤岩的物理失稳破坏而发生的现象,从而建立了冲击地压的失稳理论。并以普通的运动稳定性的势能量最小原理为煤岩失稳破坏依据,也即冲击地压发生的判据。建立了数学模型,不仅可为预测、防治冲击地压措施的研究和实施提供定量化指导和依据,而且可以直接用于冲击地压预测和减轻冲击地压危险的开采方案的设计。曾用于北京门头沟煤矿门城煤柱开采设计,保证冲击地压发生强度不超过三级。和用于唐山矿3654煤区开采冲击地压发生强度的预测,经过开采与预测相近。研究了钻屑法检测冲击地压的机理,提出了通过计算和室内实验相结合确定冲击地压危险钻屑量指标的方法,并对注水、钻孔、爆破防止冲击地压的传统防治措施理论及技术进行了研究,建立一套通过数学及物理模拟研究冲击地压防治的方法,为我国冲击地压发生理论预测、防治技术赶上国际先进水平做出了贡献,他也成为了冲击地压防治的国内、国外同行中有一定影响的著名专家。

煤与瓦斯突出也是煤矿灾难性的严重灾害。由于煤和瓦斯突出发生情况十分复杂,直至80年代中期其发生理论还停留在假说的水平上,对突出发生的因素给予回答。由于突出也是煤层自然破坏而发生的现象,只不过有瓦斯的参与。1988年章梦涛提出煤和瓦斯突出是在瓦斯与煤层流固耦合煤层失稳破坏而发生的现象,根据冲击地压与煤和瓦斯突出具有一系列共同特点,只不过煤和瓦斯突出有瓦斯作用。基本的预测预报措施除突出考虑瓦斯其余措施基本相同,有的矿同时发生冲击地压、煤和瓦斯突出。因而国际岩石力学冲击地压和突出委员会主席佩图霍夫和世界上许多学者认为有必要建立两者的统一理论。章梦涛1988年对煤和瓦斯突出失稳理论进行了初步探讨。在此基础上1991年提出了冲击地压、煤与瓦斯突出的统一理论,1995年提出固流耦合煤与瓦斯突出失稳理论,1991年对突水的失稳理论进行了初步的探讨。佩图霍夫对他及他的学生对这方面研究的成果给与了高度评价,认为已超过了他们达到的成就。在进行矿井灾害的研究中不畏艰险,深入矿井存在灾害发生威胁的工作面进行观测。在房山矿冲击地压危险程度研究中,他已年近古稀,为了掌控第一手资料坚持下到工作面进行观测,为该煤层是否开采提供依据。

为了开展采矿工程领域力学的研究,他结合承担的项目自行研制了一批实验设备,其中有刚性实验装置,是我国首次研制成功,获得辽宁省科技进步奖。单点压缩及三点弯曲岩石蠕变试验机,前者为日本秋田大学引进安装于恒温室进行岩石蠕变试验,还研制在上世纪八十年代直至九十年代中期国内最大的真三轴试验机等等。这些设备的研制为采矿工程领域力学问题的研究提供了物质基础。

此外,他作为先行者还在一些方向上进行了一些先导性的工作:

1995年他时年66岁,开始了两相流理论及应用的研究。在国家自然科学基金资助下,对煤层气气藏开采水-煤层气两相渗流流动规律的研究。根据煤层气主要吸附在煤微孔内壁上,经历解吸扩散进入裂隙,与水形成水-气两相渗流流动,建立了数学模型,为后续研究提供基础。同年因开始进行磨料射流油水井割缝处理近井处理技术的研究,提高油井产液量和增加水井注水量。在进行磨料射流割缝设备研制的同时,先后通过指导和协助指导博士论文,对固-液两相流(即磨料)射流的理论,磨料射流的打击力,材料在磨料射流作用下失效机理,磨料射流切割理论,磨料射流技术参数对切割的影响及优化选择,磨料射流切割工艺方案制定进行了全面的研究。已在我国大庆、胜利、辽河、长庆等油田推广应用。2007年获得中国石油和化工自动化应用协会科技进步二等奖。1999年他已年逾古稀,又通过指导博士论文建立了沿离心渣浆泵叶轮叶片压力面固-液两相流的边界层微分方程,从而得到了卡门的动量积分方程,引入了扰动因子处理固体颗粒在壁面上的滑移,采用了二维流动的卡门-波豪森近似方法求得近似解。得到无分离的型线方程。通过理论分析和实验证明,得到的新型线叶片的渣浆泵泵效率提高,叶片磨蚀降低,获得了国家发明专利。同年在国家自然科学基金资助下进行煤地下气化化学流体力学流动规律的研究。建立了通道模型的数学模型。他深知自己已年近古稀,难以对煤地下气化这样复杂的研究作出更大的贡献,只是愿为后续研究者起到铺路石的作用。

1962—1964年刚刚结束劳动教养的他,流落在晋西北高寒地区的五寨县,在五寨中学任教,曾辛勤培育了一批高中生。1988年回到五寨时大多数学生成长为县里局以上干部,考取大学的学生有的成为山西省高级干部,其余的均为技术骨干。

1978年开始了高教生涯,30年来为本科生、研究生开设了大量课程,指导本科生毕业论文和研究生学位论文,培养了大量学生。其中嫦娥一号绕月飞行和载人航天飞行副总指挥,国家杰出青年自然科学奖金获得者,航天科技公司总经理马兴瑞及长江奖励计划特聘教授,第二届国家杰出青年自然科学奖金获得者赵阳升分别是本科、研究生中的杰出代表。研究生中还有潘一山、梁冰、王来贵、张永利等成为博士生导师,国内同行中知名学者。

1978年底他回到学校时,力学教研室基本上只是从事教学工作。现已发展成为科研教学型的力学与工程学院,他响应钱学森等老一辈力学大师的号召走出力学传统领域,应用力学中建模、分析、计算、实验相结合的研究方法,深化对矿业开采实施过程中相应的环境与灾害的物理过程和基本规律的认识,使得研究逐步从定性和统计描述走向从动力学观点的描述,初步形成了矿山环境与灾害力学这样一个边缘新型的分支学科的理论框架。在教学科研实践中形成了拥有潘一山、王来贵、梁冰、张永利、宋维源、苏荣华、孙可明、李忠华等年轻教授组成的国家级教学团队及省教育厅科技创新团队。工程力学于1998年以矿山灾害力学为核心,以潘一山、梁冰、王来贵为学术带头人进行申请,获得博士学位授予权,并相继获得力学一级学科硕士学位授予权和力学一级学科博士后科研流动站。工程力学成为省重点学科,环境与灾害力学实验室成为省重点实验室,这些成果与章梦涛多年来,特别是近三十年来的辛勤耕耘、奋力拼搏密不可分的。

人也要为社会尽一点义务,不能坐享其成,这是他予以自勉和经常教育学生的话。章梦涛除了承担繁重的科研、教学任务之外,还承担大量的社会工作。从1981年开始担任阜新市政协常委开始,先后担任辽宁省政协委员、阜新市政协副主席、辽宁省政协常委,他秉着议政而不参政帮忙而不添乱的原则,积极收集民意,进言献策,实行民主监督,尽一个政协委员应尽的责任和义务。他还先后担任了阜新九三学社代主委及主委的工作,为九三学社做好参政党尽自己的力量。他还积极和在台的同学亲近,通过各种方式加强联系,为两岸沟通和祖国统一做一点有益的工作。

由于章梦涛在重返讲坛的教师生涯中做出的突出贡献,198319841985年连续被评为阜新市先进工作者、市劳动模范、市特等劳动模范,后又被评为辽宁省劳动模范、1984年煤炭部先进科技工作者(等同全国煤炭工业劳动模范)、1985年全国煤炭工业劳动模范、1987年全国优秀科技工作者、全国五一劳动奖章获得者、1989年全国先进工作者。为表彰他为发展我国高等教育事业做出的突出贡献,国务院从199210月起发给政府特殊津贴。

最后,还是用他的学生赵阳升在他七十寿辰写的一副对联稍加修改作为结尾:

80年的风风雨雨,历经磨难痴心不改,其气节其忠诚让人感动;

80年的奋斗追求,坚韧执着始终不渝,其品格其风骨令人景仰。

章梦涛对祖国的赤胆忠心,对事业的执着追求,历经磨难坚决不改和敢于面对困难、永不言败、乐观豁达的性格,敏锐的洞察力和坚韧的个性,淡泊名利、勇于实践、献身科学的精神都是我们学习的榜样。

 



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