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青年人才風采展示
優秀博士成長故事——高書涵:大氣壓脈沖放電及射頻放電等離子體的數值模擬研究

優秀博士成長故事——高書涵:大氣壓脈沖放電及射頻放電等離子體的數值模擬研究

2022-10-31

  我是高書涵,來自山東大學,師從張遠濤教授,為電氣工程學院放電等離子體及其生物醫學應用科研團隊2023屆博士畢業生。博士期間主要從事大氣壓脈沖放電及射頻放電等離子體的數值模擬研究工作,在《Physics of Plasmas》,《IEEE Transactions on Plasma Science》,《Plasma Science and Technology》,《物理學報》等國內外雜志共發表SCI期刊論文8篇,并與導師合作在Springer Nature Press出版的學術專著《Pulsed Discharge and Plasma Application》中編著第17章內容《Numerical Study on Plasma Characteristics Driven by Pulsed Voltages from Microseconds to Nanoseconds》。

  大氣壓脈沖放電由于其能量利用率高、可以生成多種活性粒子且容易形成均勻的放電等優勢,在材料、環境、醫學等應用方面具有廣闊的前景。相對于傳統的交流驅動,脈沖驅動放電的放電電流和功率更大,更多的能量被用來加速電子而不是加熱氣體。此外,在輸入功率相同的情況下,脈沖激勵放電所得到的電子密度有明顯的增加,同時基態氧原子、激發態氧分子及臭氧密度等活性粒子的密度也均有明顯的提高。但是由于脈沖電源的限制,難以對放電現象進行較大范圍的參數考察,再加上脈沖放電本身比較劇烈,實驗診斷具有一定的難度。我在攻讀博士期間,利用等離子體流體模型和粒子模型等數值模擬工具的優勢,克服實驗診斷上的困難,從宏觀和微觀等多個角度對大氣壓脈沖放電等離子體進行了細致而充分的研究,解釋了微秒級乃至納秒級脈沖放電在多種放電條件下的演化特性和放電機理,并成功引入機器學習相關算法極大提升了脈沖放電的計算效率,擴展了放電參數的遍歷范圍。此外,博士期間我還在大氣壓脈沖調制射頻放電領域做了大量的數值模擬研究工作,解釋了脈沖調制射頻放電的擊穿特性和模式轉換特性;探究了大氣壓級聯放電中前置脈沖電壓對于脈沖調制射頻放電起輝過程的影響及其內在演化機制;針對特高頻段下出現的首電流脈沖現象,利用流體模型從帶電粒子的空間分布和鞘層電場的演化等角度系統地闡述了首電流脈沖出現的原因并提出了相應的調控策略;這些研究為大氣壓脈沖放電及射頻放電在實際工業生產和醫學領域的應用奠定了堅實的理論基礎。

  我在博士期間曾發表多篇學術論文,對于發表SCI論文,我認為最重要的是要擺正心態,在科研過程中始終以高標準來要求自己。要從一開始就做好充足的準備,提高論文的質量,以SCI期刊上論文發表的要求來要求自己,同時還要緊跟學術發展,堅持閱讀學習相關專業高水平期刊中的每一篇學術論文,及時了解相關方向發展的最新動態。論文發表需要一個過程,厚積方能薄發,在這個過程中我們要耐得住寂寞,同時,論文的每一次被審稿都是和行業頂尖專家的交流,要把握好這種交流的機會,努力提升自己。在做科研過程中要有沖勁,不能有惰性,要跳出舒適圈,有壓力在,才會朝著自己的目標去努力,去奮斗。

  蕭伯納說過,世界上只有兩種人——高效率的人和低效率的人。我自認為屬于前者。通過制定計劃來提高效率,遠比在實驗室消磨時光更有效。我會給自己設定以年為期限的長期計劃,再逐步具體到每月每天的任務量,保證目標的科學合理性,然后盡自己最大的努力把每天的目標達成,如果高效完成,就把剩余時間獎勵自己來休閑放松,轉動生活的萬花筒來尋找更多樂趣。在生活中做科研,不知不覺已經成為了我的常態。我每天都堅持閱讀大氣壓等離子體領域的前沿研究成果,每月都對自己學術上的表現進行總結。按照自己的節奏在科研的道路上不斷開拓著天地,既保持高質量的科研,又享受高質量的生活。

  當科研能夠自然而然地成為生活的組成部分,將學術融于生活,靜待花開。雖不比東籬下潛心種菊的五柳先生,又何嘗不是一種悠然。我希望有更多“科研人”能夠找到屬于自己的節奏,不遺余力地奮斗,努力實現屬于每個人的“科研之夢”。

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