2010年浙江大学物理学学士,2015年浙江大学等离子体物理博士,2015-2017年北京大学物理学院博士后,2017年加入新奥集团……翻开新奥聚变中心副主任谢华生的履历,从学习到工作,他迈出的每一步都如此闪光。
谢华生致力于可商业化的紧凑型聚变路线研究,前期研究集中于发展基础和聚变等离子体物理相关数值算法和大规模数值模拟以解决磁约束聚变。发表SCI论文超过30篇。
2018年,他在科学出版社出版专著《计算等离子体物理导论》,为国内第一部全面介绍计算等离子体物理方法的专著,已为国内多所高校和研究所作为教材或重要参考资料使用。作为负责人和核心成员,他主持国家科研项目2项,河北省项目1项,获批软件著作权1项。
“搞科研,要有耐心,要忍得住寂寞,甘愿坐‘冷板凳’,做科研的过程是枯燥的。”谢华生每天面临大量数据,进行大量推理,在这些推理过程中寻求突破。
谢华生做了两项工作,解决了复杂动理学色散关系求解的快速新算法PDRK/BO,这是继1982年WHAMP后,三十年来动理学色散关系求解最主要的突破;通过大规模回旋动理学数值模拟和理论分析提出的磁约束L-H转换不依赖于剪切流和带状流而是微观不稳定性高阶本征态起主导作用的全新机制,为理解1982年实验发现的H模提供了新的角度。
2017年,谢华生作为高端人才加入新奥集团,担任新奥聚变中心副主任和聚变模拟首席科学家。在他带领下,新奥集团组建起覆盖物理设计、理论模拟、装置搭建、诊断系统、加热系统、聚变实验等多分支研究的专业团队,取得了多项研究成果。
他带领团队开发紧凑型聚变数值模拟代码超过10套,其中自主开发的BO代码,处于国际领先地位,开发了矩阵变换算法,解决了动理学色散关系求根易发散和需要给定初值进行猜根从而难于找到所需波模的问题,在功能、计算速度、易用性等方面优于国际上其他代码。该代码已为国内外数十家研究机构使用,并被造价近10亿美元的美国MMS空间观测卫星团队负责人J. L. Burch教授作为其项目主要等离子体波与不稳定性分析工具。新版本于2019年11月在计算物理影响因子最高的期刊《Computer Physics Communications》上发表, 审稿人评价为“对等离子体物理社区一项重大贡献”,目前已被引用21次。
他还开发出磁约束聚变位形波迹追踪(ray tracing)代码BORAY,实现了冷等离子体全频段波传播模拟和动理学波加热模拟,使得高频电子回旋、低杂波到低频螺旋波、离子回旋波和阿尔芬波均可在统一的模型下计算,同时解决了GENRAY代码在离子回旋波段和螺旋波段环向模数不守恒的数值问题。该代码开源不到半年,已为多位研发人员应用于托卡马克、球形托卡马克、磁镜、偶极场、场反位形的波传播、加热、光谱诊断、实验分析等研究工作。
谢华生专心研究,完成了国内第一个角向套筒磁场压缩装置的物理设计,该项目获得2020年河北省“中央引导地方科技发展资金”专项支持。他带领团队,建立了针对场反位形装置的完备建模工具集,涵盖粒子轨道分析、平衡位形计算和设计、不稳定性分析、二维磁流体演化等全过程的建模。
加入新奥聚变团队后,谢华生被新奥集团授予“五四优秀青年”和团队“优秀指导人”。2019年,被评为河北省“最受关注科技的科技创新人物”和廊坊市“最美科技工作者”。
谢华生又在负责全面梳理聚变能源的基本原理和各种可能的技术路线,为聚变能源研发突破奠定理论基础。诚如他所言,“我们被赋予了责任和压力,研究的脚步从不停歇。”
(记者 刘玉静 编辑 李雨颖)
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