大家週末好呀！

有這樣一位博士，她的日常工作就是研究怎麼讓內燃機汽車開得更便宜和排放更環保。除了每天忙着寫代碼做仿真，她更是長跑愛好者，擁有2小時40分的半馬成績。真實的機械工程學博士是什麼樣子？她的生活還有哪些趣事？一起來看看機械工程學博士的日常吧！

（**專欄中所涉及的內容爲嘉賓自身的經歷，僅供參考，不同院校／專業／研究方向的博士在研究和生活方面都會有不同的體驗喲**）

我的專業主要與能源打交道，有着悠久的歷史——從工業革命發端時的第一臺蒸汽機，到現代風力、太陽能等新能源的應用都少不了它的支持。前不久剛下水的我國首艘國產航母，其核心動力的內燃機，也凝結着我們的心血。

記得當年學校後勤一到寒暑假就以管道檢修爲由停供熱水（實則爲了節約開支），學生們在校園網站停供熱水通知下紛紛留言譴責，我的一個博士師兄則另闢蹊徑，誠懇地寫道：“我是熱能專業的博士，聽說學校供熱管道壞了，自願放棄假期，投入到緊張的管道檢修工作中，用自己所學，爲早日供熱盡一份綿薄之力。”後勤無語。

如果上天再給我一次機會，我想說Let it go！當初本科來到熱動專業屬於調劑，後來發現挺感興趣，成績也可以，就坦然接受了。對於這個女生稀少的工科專業，找專業相關工作的可能性也遠低於男生，被黑爲“和尚專業”。但是，對於任何專業，有一項工作的男女比例基本穩定，那就是在大學任教。這可以作爲很多熱愛本專業、又對招聘中性別歧視感到憂慮的女生的最佳出路（劃重點）。

對於大學任教來說，目前博士學歷已經是標配了（有海外留學或交換背景爲佳，對高校有更多選擇性）。如果選擇讀博，這將是陪伴你一生的專業，請首先確保對科研的興趣。如果沒有興趣，讀博會很痛苦，到了工作單位，也會發現，不做科研幾乎沒有發展空間。所以一定要確定：我愛科研，我愛科研，我愛科研！

我申請讀博士的原因有二：一是碩士第二年找工作時發現性別歧視非常嚴重；二是恰好有赴新加坡國立大學（NUS）留學讀博的機會，便順水推舟地入了坑。

我們課題組研究的主要內容是可再生燃料在壓燃內燃機（也就是柴油機）中的應用。可再生燃料主要是通過一些技術手段從動植物中得到生物柴油或醇類燃料等。要知道，世界上第一臺柴油機就是燒的花生油，而不是柴油。

丘吉爾對內燃機的評價

研究柴油機有兩大終極目標：

1、提高燃燒效率，即提高燃料利用率；

2、降低污染物排放。柴油機的主要污染物來自NOx和碳煙，例如老舊的拖拉機、大卡車冒着黑煙，主要就是碳煙引起的。

爲了實現這兩個目標，可以從三個方面着手：

1、尋求替代燃料，也就是從源頭改變，通過改變使用的燃料，實現清潔燃燒，與此同時能夠緩解能源危機；

2、通過控制內燃機一些參數，改善內燃機內燃燒過程，實現清潔高效燃燒；

3、尾氣後處理技術的完善。前兩項，便是我們課題組的主要研究方向。

綠色燃料引擎。圖片來源：參考文獻[1]

首先，我們尋找生物柴油作爲替代燃料。生物柴油的原料可以來自各類植物油（超市都能買到），也可以是廢棄食用油（又名地溝油），也可以用腰果殼（東南亞特別多，有毒不可食用）等進行榨取製作獲得，來源廣泛。東南亞地處熱帶，植物生長茂盛，有充足的生物柴油原料，所以更多地偏向於研究生物柴油。

新加坡國立大學廢棄食用油回收廣告

然後，我們提出不同的技術方案，通過參數控制，使得燃燒路徑改變，減少碳煙（soot）和氮氧化物（NOx）的生成。可以控制的參數包括噴油正時、噴油策略（如脈衝噴射等）、廢氣再循環率等。

內燃機實驗

具體的實現方法，就是通過數值計算方法對燃燒過程進行模擬，並將結果與實驗比對。做過數值仿真的同學都知道，數值仿真具有參數變化靈活的特點，可以通過正交設計快速地找出影響結果的原因，是發paper的利器。但因網格劃分、未考慮變量的干擾等因素，結果會與真實情況存在差異。因此，開展數值模擬，最重要的工作永遠是與實驗數據進行對比，以驗證模擬模型的準確性，及可信賴性。

費曼認爲再完美的理論，與實驗不符，都是錯的

至於平常工作的感覺，怎麼說呢，有點像上帝造人，一拿到模型，就有一種參數在手，天下我有的感覺，至於結果嘛……

上帝在改進內燃機的時候

說到仿真計算，這裏不得不讚一下NUS的管理體系。與國內大多數學校不同，NUS有專門的計算中心（computing center），從硬件購買、軟件授權到日常維護都是由學校統一完成，避免了各課題組自行購買服務器、裝軟件的麻煩，深受學生和老師喜愛。

曾經有人把博士研究比作在人類知識大圓上的一點點突破，但需要注意的是，有時候選擇比努力更重要。有的地方可能很容易突破，然後paper如流水，有的地方可能很難突破，所需要的時間會超出博士的畢業年限，還有的地方甚至根本無法突破。排除懶惰和智力的因素，有些人可能讀到博士第三年都毫無建樹，才發現得換題目，對於一路走上來的天之驕子們，這可能是他們人生第一次遇到重大挫折，造成的焦慮可想而知。這也是很多博士髮際線上移的重要原因之一。因此找一兩個愛好，學會勞逸結合，是十分必要的。

焦慮，是很多博士髮際線上移的重要原因

我的主要愛好是長跑，因爲長跑能帶給大腦大段時間的放空，最有利於靈感的激發。新加坡是個一年四季維持在夏天的國家，還沒有颱風的侵襲，只要不下雨，每天都適合跑步。我除了每天晚上在操場上跑圈，還參加過新加坡小有名氣的Sundown(日落)馬拉松。這個馬拉松是晚上開始的，完全不用擔心白天烈日的炙烤，也不用擔心因爲交通壓力導致的過短關門時間，更不存在國內最揪心的抽籤，是廣大新加坡長跑愛好者的盛宴。我有幸參加了一次，最後取得了2小時40分的半馬成績。

日落馬拉松獎牌

還有，發現生活中的樂趣，也是一種不錯的調節方式。新加坡作爲一個還沒有北京二十分之一大的國家，能夠同時擠下幾種語言，交流中也常常發生有趣的事情。電梯裏剛跟你說完“你好”的大叔，可能接下來就要用英語發表長篇大論了；迎面走來的伊朗同學想了半天稱呼，最後會憋出一句“吃了沒”。最有趣的是剛來新加坡的時候，對印度菜的那些紅紅綠綠的咖喱還不敢嘗試，有次在印度菜窗口前徘徊好久，突然打飯的印度大叔，指着一道菜對我說“羊肉”，然後豎起大拇指說：“好吃！”，說着鬍子還跟着翹了幾下，一副享受美味的樣子。

作爲全球第一大能源——化石能源的應用專業，也有着較廣闊的就業前景，專業方向主要包括：電廠，空調、汽車、船舶製造廠，燃燒和傳熱學相關研究機構以及大學。這裏主要介紹大學任教。

讀博士之後的工作方向，是去大學任教，還是去企業搞研發，最好在讀博之前就能想好。因爲它決定了讀博時的時間安排。讀博可以說是一場賭博，用幾年的時間去交換未來的方向。排除一些讀博期間發現商機，棄學從商的，大部分人主要糾結的是如何分配做項目和寫論文的時間。NUS在這一點上做的比較好，與博士課題無關的項目，導師是不會強加給學生做的，會招聘一些專門的研究人員進行此項工作。

之後的工作方向最好在讀博之前就想好。圖片來源：Unsplash

有些同學可能還會關心做大學老師需要哪些能力，可以在讀博階段提前培養。

科研方面，我覺得最重要的就是獨立科研能力，逐漸從碩士階段的導師制定科研方向，到博士階段與導師共同商討科研方向，最終能夠獨立進行科研。讀博期間，帶一些本科生做畢業設計（Final Year Project），也可以加強這方面的能力。

教學方面，我主要培養了自己講話的條理性和思維的科學性。前者多嘗試講要表達的內容先打腹稿，梳理好了再發言，練習得多了，講課能力就會提高。或者擔任助教，積累教學經驗，對日後講課和高校面試也有幫助。

科學思維方面，我認爲這是老師最應該教給學生的，大學最重要的是培養學生學習的能力，具有科學的思維，學會質疑，不僅可以加深對知識的理解，對今後科研中發現問題也是很有幫助的。我的科學思維是博士階段才慢慢萌芽的，這方面果殼給了不少幫助。

最後想說的是，目前不少人存在青教壓力大的認識，這是不全面的。首先這裏存在一定的倖存者偏差，壓力大的青教更願意在網上發聲，也容易被人記住。其次，青教的壓力主要來自於學校的考覈，不同的學校考覈標準不同，不達標的處理措施也不同。對於國內頂尖的學校，確實壓力很大，而對於較低層次的大學，老師們科研授課之外，也有豐富的業餘生活。如何取捨，還是要看個人對科研理想的追求和生活質量的重視程度。

最後，祝大家科研愉快，找到理想的工作！

作者名片

編輯：Yuki

排版：凝音

參考文獻：

[1] Breda Kegl, Marko Kegl, Stanislav Pehan. Green Diesel Engines-Biodiesel Usage in Diesel Engines. 2013. Springer.