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2017年度研究生十佳学术论文奖评选结果揭晓

日期: 2017-06-16       审核人:冯秀娟      浏览次数: 
为了提高人才培养质量,引导和激励研究生发表高水平学术论文,进一步提升我校在国内外的影响力和学术地位,学校于2011年设立了“研究生发表优秀学术论文奖励基金”,并从中推选出学生为论文第一作者的十篇高水平论文,获“十佳学术论文奖”。2017年学院共推荐31篇学术论文参评,经专家评审其中8篇论文获得2017年度研究生“十佳学术论文奖”。
这8篇论文中每一篇获奖论文都凝结着研究生和导师的心血与汗水,彰显了我校研究生勇于探索的创新精神和卓越的科研能力。现将获奖名单及论文情况张榜公布,以激励广大研究生以他们为榜样,砥砺前行,取得更优秀的科研成果。
李彬(BY1101102),2011.9-2016.1在北航材料学院材料物理化学专业学习,师从李松梅教授,于2016.1获得工学博士学位。博士研究方向为锂硫电池电极材料,相关研究成果在国际著名期刊Nano LettersAdvanced Energy Materials Energy & Environmental Science等上发表,个人累计影响因子超过60。博士在读期间多次获得校三好学生,优秀研究生等奖励。
本次获评“北航研究生十佳论文”的文章为发表在《Energy & Environmental Science》(IF25.427)上题为A new configured lithiated silicon-sulfur battery built on 3D graphene with superior electrochemical performances的研究论文。论文发表后受到国内外近30家网络媒体的报道,在上线的半年时间中获得近20次的引用。论文主要研究内容为采用三维石墨烯为集流器,以硅为负极,以共聚硫为正极,构筑全新的锂化硅-硫电池。该研究论文有如下创新点:
(1)   为解决锂硫电池负极使用金属锂所带来的安全隐患,本论文提出采用硅负极作为取代材料,通过设计赝电池锂化的策略为硅负极快速充锂,以获得能为全电池供锂的高性能安全负极。本策略不仅仅为锂硫电池提供了富锂负极,且为锂金属电池负极中的安全隐患提供了新的解决思路。
(2)   为缓解锂硫电池中硫正极在循环过程中易发生的“聚硫溶解”和“聚硫穿梭”现象,本论文提出以共聚硫取代传统硫单质作为正极材料,从源头杜绝聚硫溶解。通过气象聚合获得蜂窝状共聚硫,获得具有高循环稳定性(200个循环没有衰减)的正极材料。采用共聚硫作为锂硫电池正极材料为锂硫电池的应用提供了可能性。
(3) 以三维石墨烯为集流器,构筑了全新的锂化硅-硫全电池,经过优化全电池的组装工艺,获得能量密度高达1147Wh/kg的全电池,是商用锂离子电池的能量密度的五倍,且500个循环后容量保持在83%以上。这种全新高能量密度电池的组装方案为未来二次电池的发展提供了新的方向。
刘栋BY1302167),2013年毕业于北京航空航天大学高等工程学院,获工学学士学位,同年9月免试进入北京航空航天大学电子信息工程学院直接攻读博士学位,导师为杨晨阳教授,所属一级学科信息与通信工程,主要研究方向为面向未来的无线通信,包括云接入网络通信与基于大数据的无线边缘缓存。
     获奖论文Energy Efficiency of Downlink Networks with Caching at Base Stations发表在通信领域的顶级期刊IEEE Journal on Selected Areas in Communications,影响因子3.672,排名16/257(电子),4/82(通信)。为了减少无线通信系统的能量消耗与碳排放,实现绿色通信,能量效率已成为第五代无线通信系统的一个重要设计目标。在无线通信系统中,回传网络占据了很大一部分能耗。在基站部署缓存可以减少回传网络中的冗余传输,增加系统的吞吐量,然而能否提升无线通信系统的能效仍然是未知的,该篇论文在国际上首次系统分析了无线通信系统的能量效率与缓存资源的基本关系,通过推导系统能量效率的闭式表达式,给出了在基站部署缓存可以提升系统能量效率的条件,找到了使得能量效率最大的最优缓存容量,并分析了缓存带来的最大能量效率增益,理论分析与仿真结果表明,在基站部署缓存可以将无线网络的能量效率提升至2-6倍。这篇文章是该期刊首次刊登以北航学生为第一作者的论文,发表以来在IEEE Xplore上的下载次数达603次,谷歌学术引用频次27次。
 
冉茂鹏BY1203138,自动化科学与电气工程学院,所属一级学科为控制科学与工程,师从王青教授。
获奖论文“Stabilization of a class of nonlinear systems with actuator saturation via active disturbance rejection control”发表于期刊《Automatica》。《Automatica》由国际自动控制联合会(The International Federation of Automatic Control, IFAC)主办,为控制领域顶级期刊,该期刊最新影响因子为3.635,位列Q1区。论文研究了一类含执行机构饱和的不确定非线性系统的设计与分析问题,为解决这一问题提供了一条基于扩张状态观测器的新思路。理论方面,论文给出了饱和不确定非线性系统的非线性自抗扰控制器的分析结果,和基于线性矩阵不等式的线性自抗扰控制器的设计方法;工程应用方面,论文为自抗扰控制这一近年在实际系统中得到广泛应用的控制方法在解决执行机构饱和方面提供了一定的工程依据。论文的主要结果为进一步解决考虑更复杂执行机构非线性问题(如嵌套饱和、抗饱和控制等)奠定了基础。
论文发表后,受到了国内外同行的广泛关注,成为《Automatica》期刊当季下载量最大的25篇论文之一;论文现已被SCI引用16次,其中严格他引15次,施引期刊包括《Automatica》、《IET Control Theory and Applications》、《Journal of the Franklin Institute》、《Information Sciences》等领域内重要期刊。
 

 

       靳海川(BY1405144),航空科学与工程学院,导师为林贵平教授,所属一级学科为航空宇航科学与技术。
获奖论文“Steam generation in a nanoparticle-based solar receiver”发表于《Nano Energy》。随着化石燃料的枯竭和人们对全球变暖认识的深入,开发可清洁能源以及减少温室气体的排放成为国际社会所关注的焦点。太阳能作为一种可再生的清洁能源蕴藏着巨大的能量,有着不可取代的应用前景,提高现有太阳能利用的效率也成为目前学术界的研究热点。蒸汽产生对于诸多应用如热能发电,能量存储,海水淡化系统,蒸汽灭菌等十分关键,但目前传统的蒸汽产生主要依赖于化石燃料燃烧,其对环境的影响日趋严峻。纳米流体直接吸收太阳能产生蒸汽的理论和应用研究在近三年内得到了国内外研究学者的重视并成为研究热点。该论文研究了基于纳米颗粒的太阳能热吸收过程当中的蒸汽产生机理,在实验和理论层面上面揭示了太阳热辐射下纳米流体快速产生蒸汽的主要原因是非均匀温度分布导致的过热区域局部沸腾和蒸发,而并非是所谓的“Nanobubble”(纳米气泡),为纳米颗粒吸收太阳能产生蒸汽理论研究开辟了新的思路,具有重要的研究意义和实际应用价值。《Nano Energy》是纳米能源领域的顶级期刊,最新5年影响因子为12.272,位列JCRQ1区。
 
 
 

 

 

张鹏飞BY1307142),机械工程及自动化学院机械工程学科博士生,导师为张德远教授与陈华伟教授。
获奖论文“Continuous directional water transport on the peristome surface of Nepenthes alata”发表于《Nature》。
自然界中,许多生物体表都能够实现水的定向运输。这种现象一般是由表面的微纳米尺度的多级结构造成的,其驱动力主要来源于表面的能量梯度和拉普拉斯压力梯度。翼状猪笼草(学名:Nepenthes alata),又名红瓶猪笼草,是菲律宾特有的热带“食虫植物”,其口缘区在湿润环境下显现出优异湿滑特性,昆虫很难驻足在口缘区,常会“失足”而滑落至捕虫笼内而被捕食。这种湿滑特性是由其口缘表面多级结构产生的液膜层所引发产生的。
论文首次报道了猪笼草口缘表面多级结构上的快速连续单向液体搬运过程,深入表征了口缘表面的多级结构特征及液体在表面微观结构上的铺展流动过程,建立了液体在多级结构上的运动模型,同时发展了传统泰勒毛细升理论,提出了梯度泰勒毛细升、闭口梯度泰勒毛细升理论计算模型,揭示了液膜定向连续搬运机理。进一步研究了表面亲水、疏水特性对液膜定向搬运能力的影响规律,提出了基于楔形盲孔正向搬运、拱形边缘反向阻止的液膜定向连续搬运仿生机械表面/界面设计原理。研究成果可用于医疗器械、MEMS、航空航天等装备的表面/界面自润滑、抗磨损、防粘附。猪笼草口缘区表面的液膜定向连续搬运的神奇现象,对机械表面/界面的自润滑技术,尤其是解决微创手术器械与生物组织的粘附难题具有重要意义。
 
 

 

      黄梓嫄BY1217150仪器科学与光电工程学院仪器科学与技术学科博士生,师从房建成院士。
获奖论文Loss Calculation and Thermal Analysis of Rotors Supported by Active Magnetic Bearings for High-speed Permanent Magnet Electrical Machines,发表于IEEE Transactions on Industrial ElectronicsIF15:6.383, JCR:Q1)。
   电机作为工业生产的动力来源,是工业装备制造的核心组成部分,已成为提高社会生产效率和科技水平甚至提高人们生活质量的主要载体之一。采用磁轴承支承的磁悬浮高速永磁电机,可实现转子与定子之间的无接触支承,具有无摩擦、无需润滑、无油、寿命长和微振动等优点,可从根本上解决电机系统的寿命和可靠性问题,提高整机能量密度和能效利用。
    高速高频将给电机转子带来较大电磁损耗和机械损耗,这些损耗不但降低了整机系统的效率,同时将直接转化为温升。由于磁悬浮高速电机无接触、体积小和结构紧凑的特点,导致产生的热量难以通过热传导的方式及时散出,过高的温升将造成电机绝缘发生破坏和转子永磁体发生不可逆退磁。该论文针对上述问题,研究了磁悬浮高速永磁电机的损耗和温度分布特性。提出计算高速永磁电机转子损耗的解析方法,研究了转子表面粗糙度和流体轴向运动速度对损耗大小的影响。同时提出基于电磁、传热和流体动力学建立高速永磁电机转子的多物理场耦合分析方法,研究了在热对流和热辐射不同散热方式下转子的温度场分布特性。为了验证理论分析方法的精确性,提出了转子不同损耗的实验分离方法。论文的研究成果为高速永磁电机转子多物理场设计方法提供了理论依据,具有重要的理论意义和实际工程应用价值。
 
 

 

赵赫威BY1127118),北京航空航天大学化学学院材料科学与工程学科2011级直博生,师从郭林教授。
论文创新性地将冰模板法与聚合物界面调控技术相结合,国际上首次制备得到了具有规则三维互锁结构的层状氧化铝骨架,进一步将其氰酸酯(CE)复合,得到三维互锁增强的Al2O3-CE复合材料。鉴于三维互锁结构的增强作用,该复合材料兼具轻质、高强、高韧和耐冲击等特性。具体来讲,该复合材料表现出了目前无机-有机复合材料中最高的抗弯强度(~300 MPa)和优异的韧性(断裂应变~5%),同时由于其密度很小(1.85 g/cm3),该材料具有氧化铝复合材料中最高的比强度(162 MPa / (g/cm3))。与此同时,由于三维互锁结构限域作用的存在,该材料还拥有较强的抗冲击性能(270 MPa104 s-1),极大地扩宽了材料的应用范围。此外,通过精确控制实验条件,可以实现氧化铝骨架微观尺寸的可控,从而实现材料宏观力学性能的调控,实现材料性能的最优化。相关成果已经与航天院所合作,将其应用于飞行器天线罩预研工作。
相关科学成果于20167月发表在材料领域国际顶期刊《Advanced Materials》上(IF18.960JCR Q1区),论文的题目是Cloning Nacre’s 3D Interlocking Skeleton in Engineering Composites to Achieve Exceptional Mechanical PropertiesAdv. Mater. 2016, 28, 5099)。目前,该论文已经被引用12次,在轻质高强材料领域广受好评。
 
 
 
郭天祺BY1427121),于2014年起就读于北航化学与环境学院,师从江雷院士,一级学科为化学,研究方向为仿生智能材料。现任化学与环境学院博士党支部副书记。
2016年获得博士“国家奖学金”;2015年组织的仿生界面功能材料科技创新团队获得北航研究生校长奖学金之“优秀科技创新团队”;2016年获批“博士生卓越学术基金”;2016年度五篇论文获研究生优秀论文奖2015年获得博士“学业奖学金”一等奖;2016年获得博士“学业奖学金”一等奖;2015年获得第二届“黑人牙膏创新挑战赛”二等奖;2016年荣获北航化学学院“化学十杰”称号;2016年获得第三届“黑人牙膏创新挑战赛”一等奖2016年第二届苏州中澳光电会议获得墙报一等奖。
获奖论文:Anisotropic Slippery Surfaces: Electric-Driven Smart Control of a Drop’s Slide(电控制浸润性薄膜的制备),发表在国际顶级材料期刊 Adv. Mater. (IF=18.96)
此工作设计制备了浸润性可调的薄膜材料,通过施加电压可以改变液滴在其表面的运动速度。其由定向的,多孔的导电聚(3-己基噻吩)(P3HT)纤维和硅油组成的各向异性光滑表面,这种表面对一些液滴展现出优异的滑动特性,而且利用电压可以可逆地控制这些导电液滴在该表面上的滑动。这些新颖的表面可以促进液体的各向异性流动的使用,包括水收集,液体定向移动,微流体等。
此工作提出了崭新的电致浸润性控制原理;在表面界面控制上取得了突破性的进展;为航天微重力环境下定向集水提供了全新解决思路。

版权所有:北京航空航天大学研究生院 2012