【交流月】罗天勇教授谈核能发展和工程设计中的材料选择
发布于:2022-06-24 14:46:14   |   作者:[学院] 机电学院   |   浏览次数:10245

为贯彻落实全国研究生教育会议精神,构建高水平研究生培养体系,并进一步深化研究生教育教学改革,以提升研究生综合素质与人物素养、培养学术创新能力为目标,机械与电气工程学院邀请了来自不同领域的专家学者为同学们带来高水平学术前沿和人文教育方面的知识盛宴。

罗天勇教授受邀开设了《核能科学与工程概论》和《工程设计中的材料选择》两门交流月线上课程。

        613日下午,《核能科学与工程概论》正式开课,共计150人次参加了此次课程。通过该课程教学,学生们了解到核能对于人类能源构成、国家战略安全的重要意义、以及目前核能发展中的存在的问题,掌握了核能相关的科学基础知识和工程技术需求,从而具备将相关学科专业知识技能与核能工程应用实践交叉融合的能力。该课程从能源研究的意义和价值为开端,讨论了现有各种能源供给模式与核聚变的关系,讲解了核裂变与核聚变的基本原理。

本课程由一系列讲座组成,分四个主题展开:一、能源体系综述、各种能源供给模式与核能的关系;二、核裂变能源的利用现状、核辐射安全、核废料后处理的相关工程技术问题;三、核聚变能源可控利用的原理、装置类型和相关工程技术问题;四、核能工程的设计技术、安全与风险控制。



基于罗天勇教授在核聚变装置工程中的相关经验,向同学们介绍了包含托克马克装置、聚变堆结构材料等内容,并对核聚变中的各种工程技术进行了全面详细的讲解,同学们从中掌握了核电站相关的专业术语和工程设计特性、磁约束聚变装置的机械结构设计和电磁系统设计需求等核能相关的基本工程知识,对核能及相关工程技术问题中失效分析、安全与风险控制等内容的价值与意义进行了充分讲解和交流,结合身边常见的生活场景解释了这些工程步骤的重要性,罗天勇教授抛出了诸多工程设计过程中实际出现的问题,促使同学们在课后的调研报告中从多方面深入了解了核聚变及核裂变面临的科学和工程问题。



620日下午,《工程设计中的材料选择》拉开了帷幕。该课程为双语教学,课程讲授主要基于剑桥大学M. Ashby教授关于工程设计中的材料选择的全英文讲稿,内容包括工程设计流程、基于设计引导的材料选择、材料性能数据的信息化与可视化、工程材料性能调控与设计、设计目标冲突下的材料优化选择、工程设计的成本分析和生态分析、可持续发展与低碳经济下的材料选择五部分内容。通过该课程的学习,学生们了解到工程应用和产品设计对材料的要求、材料的分类与性能以及材料制备工艺对材料性能的影响,掌握产品设计中基于数据信息系统的材料选择方法,具备利用信息化技术开展产品设计中材料选择的能力。




课程提到了材料多维性能空间概念,以工程设计所需要的某个材料性能指标视为一个空间维度,每个型号的工程材料可以抽象为一个多维向量或多维空间中的一小块区域,基于对工程设计需求与材料性能、产品工艺之间关系的数学抽象,通过大型关系型数据库,实现面向工程设计的材料性能与工艺数据的信息化与可视化。



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罗天勇,电子科技大学机械与电气工程学院教授、博士生导师。20047月于清华大学核能与新能源技术研究院获硕士学位;20079月于日本东京大学工学部量子系统工程专攻获博士学位;200710月至20185月,在核工业西南物理研究院从事聚变研究工作,历任聚变堆设计与材料研究室、托卡马克主机与真空技术研究室副室主任;2015年入选国家高层次人才特殊支持计划(万人计划)国防科技领域青年拔尖人才。研究方向涉及氢电(质子导电机理和应用、氢同位素分离技术的电气化、基于质子导体的水解制氢与燃料电池)与可持续工程(核能工程、氢能工程、智能制造与增材制造、Robot Chemist、工程材料信息学、工程安全可靠性与风控)。