傅鹏,中科院等离子体物理研究所研究员、博士生导师、电源及控制研究室主任。1985年毕业于华中科技大学电力工程系,1997年获中国科学院博士学位并受聘为副研究员,1998年至2000年在德国马普等离子体物理研究所从事博士后研究工作,2001 年晋升为研究员。主要科研工作及研究方向:完成了HT-7托克马克等离子体反馈控制,在德国完成了双台交流大功率脉冲飞轮发电机并联运行的可行性分析和并联方案设计,负责完成了HT-7U极向场电源系统的方案设计和工程设计。 ?? ?? 用心做事 踏实研究 ?? ??人要凭良心做事,傅鹏这样认为,在一个岗位上就应该做好这岗位上的工作。再说,国家投入了那么多科研经费,不努力去做,不把工作做好怎么能行?为着这个想法,他工作之勤奋是令人惊叹的。下午六点钟就下班了,而他一般都工作到晚上十点,即使在家也有很多时间用在了工作上;周末自愿加班就更是常事了,基本上每个周六都能看到他忙碌的身影。做工程研究不但任务重,而且非常耗体力,傅鹏不顾自己高血脂,为了省下时间工作,甚至连体检都没有去。 ??在HT-7运行的初期,极向场电源运行非常不稳定,为了能够及时解决随时可能出现的问题,在长达2个月的放电期间,他很少回家,吃住基本待在实验室里,24小时处于待命状态。 ??傅鹏的勤奋赢得了大家的尊敬。他的一个博士生说,见了傅老师工作才知道什么是真正的勤奋。同样受到交口称赞的,是他踏踏实实做研究的态度。 ??傅鹏在德国马普等离子体物理研究所作过两年的访问学者,对那里的科研环境非常欣赏。在那里工作非常单纯,只需要做研究,基本上没有什么其他的事情打扰,就是导师一周也只需要见一两次,交流、布置工作什么的。那是一个能静下心来研究的环境,傅鹏说。国内的科研环境虽然不如德国,总有开会等杂事干扰,但傅鹏仍然可以静下心来研究。用他一位老同事的话说,就是一旦认准了目标就踏踏实实去做,科研环境中那种浮躁、急功近利的心态对他没有影响。正是有了勤奋和踏实的土壤,科研之树才会结出累累的硕果。 ?? ?? 努力钻研 硕果累累 ?? ??1994年底,HT-7超导托卡马克开始等离子体放电,虽然得到了等离子体,但是其等离子体电流大小和位移一直处于一种随机和不稳定的状态,不能有效控制,严重影响了实验研究。在以后的数年里,这一直是HT-7托卡马克难以进入好的实验状态的主要原因。从当时情况来看,等离子体控制已经成为HT-7托卡马克是否能实现成功运行的瓶颈。 ??傅鹏当时负责极向场电源系统,看到国家花费数千万建成和每年花费数百万运行费的HT-7托卡马克不能很好的运行和实验,他心里着急,决心攻克这个难关。 ??他利用业余时间对HT-7超导托卡马克结构进行了仔细分析,建立了大量的电磁方程并进行了大量的理论计算。为了保证分析结果的正确,他进行了大量的托卡马克电磁参数测量实验,精确测量出了HT-7托卡马克装置的各种电磁参数, 同时充分利用放电中的实验数据进行比较和校正分析结果。功夫不负有心人,他终于找出了HT-7超导托卡马克等离子体难以得到很好控制的原因。 ??HT-7超导托卡马克同时具备三个特点,一是具有铁芯,在等离子体运行的过程中随着铁芯的饱和程度变化各极向场线圈和等离子体电磁参数也在变化,它是非线性时变的;二,由于各磁场线圈和等离子体都同心于铁芯中心柱,各磁场线圈和等离子体之间有强烈的耦合,在等离子体位移和电流控制之间是相互耦合和影响的;三,在等离子体外面有两层厚1.5厘米且在零下180度的铜壳,该铜壳虽然对等离子体平衡有一定的作用,但对控制等离子体的外加磁场有较大的屏蔽作用。这三个特点的叠加使得HT-7超导托卡马克等离子体控制具有相当的特殊性和难度,我们的控制是参照国内外常用的托卡马克设计的,而它们没有一个同时具备这三个特点,虽然后来进行了各种改进,但并没有涉及到HT-7等离子体控制不成功的根本原因。 ??该如何解决这个问题呢?托卡马克等离子体控制必须是实时的,若按照常规方法采用任何的高速计算机也难以胜任,因此必须从工程的角度对托卡马克电磁系统模型进行简化。第一步建立两层厚壁铜壳等效模型,并通过实验验证了其合理性;第二步将等离子体和托卡马克极向场各线圈系统等效成正反线圈对,并从理论和实验中证明了各等效线圈对电磁参数不随铁芯饱和而变化,从而对托卡马克电磁系统参数进行了线性化;第三步,经过上述两步的简化,该等离子体控制系统仍是一个复杂的多变量控制系统,有必要再进一步简化,傅鹏根据系统特点采用了测量中间变量方法进行解藕。上述措施的采用,使HT-7超导托卡马克等离子体控制系统方程大大简化,由一个复杂的非线性和时变的多变量控制系统变成一个简单的线性的单变量控制系统,等离子体反馈控制问题也就迎刃而解了。 ??1998年初,傅鹏同志得到所领导支持,由他负责HT-7托卡马克等离子体反馈控制改进工作,他用自己研究出的等离子体系统控制方法重新设计了HT-7等离子体反馈控制系统。5月份,他成功实现了等离子体反馈控制,使HT-7托卡马克等离子体由不可控迈到可控阶段,等离子体放电实验中取得了非常好的结果。这项等离子体反馈控制技术于1998年应用于HT-7超导托卡马克装置至今,运行可靠,取得很好的效果,为后来HT-7稳态运行和获得高参数可重复的高温等离子体放电提供了可靠的保证。 ??2000年,傅鹏作为负责人开始了HT-7U极向场电源的方案设计和工程设计。该电源系统由12套结构基本相同、参数不同的电源组成,在设计中存在15千安有环流运行、晶闸管直流双向快速开关、分布式实时控制系统和超导磁体主保护开关等难点。为节省经费,一些可以从国外购买的设备也不得不自己研发。以大晶闸管直流双向快速开关为例,该开关国外虽有生产,但造价高达250万/台,而自主研发需要攻克方案设计时开关结构、参数设计和分布参数对开关性能的影响问题、直流半导体开关组件的动静态均流难题、大电流快速熔断器的冷却设计与试验等困难。研制过程中,先后搭建了两个主实验平台和多个辅助设备实验平台,经过试验,开关主体部分小改10余次,结构彻底大改3次方才成功。目前该系统已经完成了大部分工作,如果进展顺利,今年年底可以完成2套电源,明年就可以将12套全部完成。 ??1998-2000年在德国马普等离子体所做访问学者期间,傅鹏完成了双台交流大功率脉冲飞轮发电机并联运行的可行性分析和并联方案设计。在该课题的研究中,他对德国卡尔苏哈大学(kursuh)花了两年多研究出的方案进行了认真的评估,发现了方案中的错误。在大量的理论分析和研究基础上,提出了新的方案,利用该设计的方案已经成功地实现了两台220MVA和120MVA两台交流脉冲大电机的并联,安全运行至今。 ??此外,他还在国内外发表有论文20多篇,其中在国外《聚变技术》(Fusion Technology)、《核子聚变》(Nuclear Fusion) 等知名期刊发表5篇。 ?? ?? 人格一品 育材有道 ?? ??提起傅鹏的人品,熟悉他的人都翘起了大拇指。作为室领导,廉洁无私,用人公正、公平;作为合作者,对其他研究室的工作积极支持;作为导师,不收学生的礼品,不吃毕业生的谢师宴;作为个人,淡泊名利。“腹有诗书气自华”,古书的熏染使得名利于他实如过眼云烟。评优评奖的机会让了,年终的课题奖不要了,平日室里发的福利上交了……二零零五年七一时,二室党支部在分院得评为优秀党支部,分院奖给支部书记的三百元他也上交给了组织。唯其淡泊名利,才能抵御浮躁、急功近利的不良习气,才能沉下心来踏踏实实研究,也才能取得那么多的成绩。 ??傅鹏很重视研究生的培养。他是博士生导师,每年都带有七八个硕、博研究生,占整个研究室研究生人数的三分之一。鉴于这些年研究生毕业生水平下降比较快,一届不如一届的现状,他有意识地去提高学生的能力,希望经过几年的学习毕业后水平能有较大的提高。一方面,他给学生们搭建了交流学习的平台。对外,联系科研院所进行学术交流,与浙江大学、南京天文研制中心、合肥工业大学、北京电力科学研究院等都有交流;对内,从2003年起就定期举行讨论会,一则可以互帮互助,了解别人的工作,二则可以督促学生充分利用时间加紧工作。另一方面,他还非常尊重学生的兴趣,注重调动学生的积极性,例如不硬性规定研究课题,而是提出两三个题目让学生自己选择。 ?? ??傅鹏今年才43岁,正值壮年,凭着他对聚变装置电源研究工作的热爱,凭着他踏实的态度和忘我的投入,相信他一定可以做出更多更优秀的成果来!
(编辑:汪磊) |