人物簡介院湖南瀏陽人袁現(xiàn)任教于浙江海洋大學船舶與機電工程學院袁二級教授遙1982 年大專畢業(yè)于湘潭師專數(shù)學系遙1982-1985 年在湖南瀏陽九中任高中數(shù)學教員遙 1985-1988年在湘潭大學計算數(shù)學專業(yè)攻讀碩士學位遙 1988-2016 年在廣西民族大學歷任講師堯 副教授堯教授遙 期間袁1997-2000 年在澳大利亞臥龍崗大學淵Uni鄄versity of Wollongong冤 數(shù)學專業(yè)攻讀博士學位遙 2002-2004年任新加坡國立大學土木系研究學者淵Research Fellow冤遙2004年獲教育部 野全國優(yōu)秀教師冶遙2006 年獲中華全國總工會 野全國五一勞動獎章冶遙 2013 年獲野廣西自治區(qū)優(yōu)秀專家冶 稱號遙2015 年被聘為浙江省高校 野錢江學者冶特聘教授遙 目前擔任國際 SCI 期刊葉Journal of Hydro鄄dynamics曳,國內(nèi)核心期刊葉應用數(shù)學和力學曳及葉水動力學研究與進展曳編委遙“思考問題， 是一個享受的過程?！?/p>

“紙上得來不見得淺， 絕知此事也不一定要躬行！”

劉煥文，從一名普通的大專生到國外高校博士，從一位高中數(shù)學教師到在學術上有建樹的學者，走出了一條精彩的人生之路，有從低谷奮斗崛起的曲折經(jīng)歷，也有在研究中屢獲突破的欣喜。記者請劉煥文對他幾十年來的研究生涯做一個總結， 他認為， 思考無止境，較真是關鍵。劉煥文教授目前的主要研究興趣為水波越過有限周期海底（如天然正弦沙紋地形或人工沙壩）時產(chǎn)生的布拉格共振反射的解析模擬及水波在無限周期海底上的能帶結構。2002年至今，他主持國家自然科學基金課題 7 項，主持省部級自然科學基金課題 7 項。2010 年獲廣西自然科學二等獎 1 項，排名第一。在國際專業(yè)學術期刊發(fā)表 SCI 論文 50 多篇。 構造了緩坡類方程的系列解析解，破解了眾多國際同行（包括三位美國國家工程科學院院士）斷言幾乎不可能解決的問題。另外， 2005 年他與新加坡國立大學林鵬智教授合作發(fā)表于《Coastal Engineering》 的梯形陷坑引起長波反射的封閉解，被美國陸軍工程師兵團和韓國首爾國立大學等的專家命名為劉 - 林解（L-L solution）和劉 - 林模型（L-L model） ，并得到美國國家工程科學院院士 Dean 等 人 在 國 際 雜 志《Coastal Engineering》 上的正面評價。

劉煥文主要興趣在于水波問題解析解，又稱理論解或公式解，純粹的數(shù)學推導和符號計算，所需資源主要是一支筆和一臺電腦。

但是，以前他在湘潭師專上大專和在湘潭大學讀碩士所學的和在瀏陽九中任教所教的一直都是數(shù)學，與水波毫不相干。 轉折發(fā)生在 1996 年 5 月 1日國際勞動節(jié)，那一天， 受廣西壯族自治區(qū)政府公派，他前往澳大利亞臥龍崗大學訪問進修， 那是他第一次走出國門。 因為他在該大學的導師、華裔學者諸頌平教授當時正從事水波傳播模擬的研究，因此這次出國訪問使劉煥文開始接觸一個新的研究領域。 而訪問結束后，諸頌平教授希望他繼續(xù)留下來攻讀博士學位。導師的強力推薦和之前較好的學術研究積累，使他在與全球眾多留學申請者的競爭中勝出，同時獲得澳大利亞政府的海外研究生獎學金 OPRS 和臥龍崗大學的研究生獎學金 UPA 的雙重資助，從此算是完全轉入了水波領域。 用他自己的話說， 與星辰大海的后一半沾上了邊。劉煥文發(fā)現(xiàn)，和國內(nèi)學者終身一個專業(yè)或一個方向做到老不一樣，國外的學科 “雜交” 很平常很普遍，經(jīng)濟系可以招聘數(shù)學專業(yè)的師資，數(shù)學系又或許會招聘工科的博士。而他原本學的是數(shù)學， 現(xiàn)在改為去研究水波， 也算是數(shù)學與水動力學的雜交。從此，過去在他看上去十分抽象的偏微分方程，現(xiàn)在每一項都有了明確的物理意義。令人感到不可思議的是，無論是春風吹皺的水上漣漪還是地震引發(fā)的海嘯狂潮，它們竟然都可以由數(shù)學上的微分方程所描述和控制， 如長波方程、 拉普拉斯方程、歐拉方程和納維 - 斯托克斯方程等，也因此這些微分方程都被稱為水波控制方程（Governing equation） 。這讓他感受到了數(shù)學的魅力和神通廣大！

在臥龍崗大學訪學及攻讀博士學位的四年多時間，雖然所從事的是水波問題的邊界元數(shù)值模擬，但他同時也了解到國際上一個長時間沒有解決的有 關 緩 坡 方 程（Mild-slopeequation） 的解析模擬問題。 緩坡方程由瑞典學者 Berkhoff于 1972 年建立以來， 成為能夠模擬從深水波到有限水深水波再到淺水波，并同時包含折射與衍射雙重效應的強大工具。但有關該方程的解析解一直沒有找到。當時的國際水波界普遍認為，緩坡類方程的解析解應該沒法找到，原因在于該方程的系數(shù)所涉及的波數(shù) k 是由隱式的色散關系所定義，說得更具體一點就是，緩坡方程這個微分方程的系數(shù)不是簡單的常數(shù)，也不止是空間自變量的函數(shù)，而是空間自變量的隱函數(shù)！一般的偏微分方程和常微分方程的教材都不會討論這樣復雜的情形。美國國家工程科學院院士、麻省理工學院講席教授 Mei 1984 年曾在他的中文專著中明確指出“求緩坡方程解析解很困難” 。 另兩位美國國家工程科學院院士、佛羅里達大學講席教授 Dean 和約翰霍普金斯大學講席教授 Dal-rymple 1984 在他們的合作名著中指出“Analytical solu-tions to the model equa-tions are few” （該模型方程的解析解幾乎沒有） 。還有臥龍崗大學資深教授諸頌平及韓國和臺灣的幾位國際同行，也在水波領域多個國際專業(yè)期刊上斷言 “對緩坡方程解析求解幾乎不可能， 數(shù)值解只能是唯一選擇！”從此該問題在劉煥文心中留下了深刻印象，為他日后圓滿解決這一問題播下了種子。2000 年底自澳大利亞博士畢業(yè)回國后，恰逢國內(nèi)始于1999 年的高校擴招， 全國高校師資緊張，但劉煥文婉拒了上海、南京和長沙幾所高校的邀請，仍然回到了原單位廣西民族大學任教。 他對記者說， 雖然在國外讀博拿的是澳洲的全額獎學金，但他最初是廣西公派出國的，感覺不回廣西工作良心不安。回國后， 他于2002 年2 月至 2004 年 1 月前往新加坡國立大學土木學院，以研究學者的身份參與新加坡國立大學、美國康奈爾大學和新加坡國家氣象署有關海嘯的合作研究項目，從此開啟了與華裔學者林鵬智教授此后的長期合作研究。2004 年他倆與印度裔學者 Shankar 教授一起，借用英國學者 Hunt 于 1976 年給出的對隱式線性水波色散關系的一個顯式逼近，構造了緩坡方程的泰勒級數(shù)形式的逼近解析解。論文發(fā)表在國際海岸與近海 工 程 領 域 的 頂 級 雜 志《Coastal Engineering》 。 這是自 1950 年美國學者 Eckart 建立類似緩坡方程半個多世紀以來國際水波界第一次構造出緩坡方程的近似解析解，為以后構造出緩坡方程的準確解析解，了解水波在非平整海底地形上的傳播機理奠定了基礎。2005 年， 他與林鵬智教授合作構造的有關廣義梯形潛堤對淺水波反射的封閉解發(fā)表在美國土木工程師協(xié)會雜志《Journalof Engineering Mechanics》 。2007 年， 他們利用緩坡方程近似解析解模擬水下截頂淺灘對波 能 誘 捕 （Wave energytrapping）的合作論文發(fā)表在美國土木工程師協(xié)會另一雜志《Journal of Waterway,Port, Coastal and OceanEngineering》 。特別值得一提的是， 劉煥文在 2003 年瀏覽最新發(fā)表的學術論文時，讀到美國國家工程科學院院士 Dean與合作者當年發(fā)表在《CoastalEngineering》的一篇論文， 該文建立了長波在廣義梯形凹槽上傳播時反射系數(shù)的數(shù)值解。經(jīng)過仔細研讀，他和林鵬智教授發(fā)現(xiàn)只要再進一步解析求解一個 8 階的代數(shù)方程組，就可以直接給出計算反射系數(shù)的準確公式，從而將 Dean 和合作者的數(shù)值解提升為簡潔的解析解。他和林鵬智教授將此結果發(fā)表在 《Coastal Engineer-ing》 上。由于采用的是與原作者商榷討論的形式，因此美國工程院院士 Dean 與合作者在該雜志上給予了公開答復， 對該解析公式給予了正面評價“劉 - 林解具如下價值： 提供了驗證數(shù)值解基礎，能夠演示寬廣波場解，討論了直線斜坡組成的廣泛地形，建立了適當?shù)臒o量綱變量” 。2007 年， 該封閉形式的解析解被美國陸軍工程師兵團和韓國首爾國立大學等的學者在美國土木工程師協(xié)會雜志《Journal of Waterway,Port, Coastal and OceanEngineering》 上命名為劉 -林解和劉 - 林模型。2004 年， 劉煥文從新加坡再回到國內(nèi)原單位后，因為廣西民族大學沒有水波研究的學術方向，他又重拾計算數(shù)學領域的多元樣條函數(shù)研究。直到2010 年申報廣西自然科學獎，在檢索之前發(fā)表的關于緩坡方程逼近解析解的論文時，他驚喜地發(fā)現(xiàn)他們以前的研究成果得到了國內(nèi)外同行的很多關注，該領域一些國際知名學者也引用他們創(chuàng)立的逼近解析方法去求解其它水波問題。 另外，以他為第一完成人的研究成果《海洋波傳播的解析模擬與交互邊界元模擬》經(jīng)廣西科技廳組織兩位院士和三位國家杰出青年基金獲得者組成的專家組評審, 認定其達國際領先， 其中中國工程設計大師、中國工程院謝世楞院士認為“該項研究具重要理論意義和相應應用價值，總體評價達國際領先水平” 。該成果 2010 年獲廣西自然科學二等獎。

正是因為國際上系列后繼研究的引用和國內(nèi)評審專家的好評，讓劉煥文意識到水波解析解方面的研究可能具有不錯的前景， 于是他立即指導 2008級 5 位碩士研究生從研究樣條函數(shù)改為研究水波傳播。

2012 年， 他指導研究生楊靜利用微積分學中的隱函數(shù)定理， 分別導出了波數(shù)、 相速度和組速度三個隱參數(shù)的任意階導數(shù)的遞推式，據(jù)此第一次給出了求緩坡類方程準確解析解的通用方法，其論文發(fā)表于國際專業(yè)期刊 《Wave Motion》 。2014 年， 他進一步利用數(shù)學變換，將隱式緩坡類方程成功轉化為顯式緩坡類方程，由此建立了一個解析求解緩坡類方程的通用方法。 依據(jù)此法， 他指導多位碩士研究生給出了不同地

形下修正緩坡方程的準確解析解，系列論文均發(fā)表在 《WaveMotion》 《Ocean Engineer-ing》 等水波領域的國際權威雜志，得到國際水波界的廣泛肯定。 至此， 緩坡方程的準確解析解被徹底破解。2016 年 2 月， 劉煥文以浙江省高校 “錢江學者” 特聘教授的身份被引進來到浙江海洋大學。 在這個面朝大海， 涉海學科成群結隊，海洋特色顯著的海洋人才培養(yǎng)的搖籃，劉煥文感覺如魚得水。 他繼續(xù)奔跑， 三年時間內(nèi)主持了兩項以浙江海洋大學為依托單位的國家自然科學基金面上項目， 一個是 《在深度漸變的周期底部上傳播的液體表面波的頻帶結構》 ， 借鑒固體力學中有關電磁波的能帶理論，擬從理論上找出水波無法傳播的所謂禁帶（stop band）或頻隙 （frequency gap） ， 以此弄清楚什么頻率的水波可以被水下潛堤完全阻擋，形成全反射，使得港口和近海設施得以保護， 海岸不被沖刷。

他主持的另一在研國家自科項目是《二維水波共振反射的修正布拉格原理》 。 眾多的研究都表明，布拉格共振原理雖然在晶體對電磁波（非機械波）的反射中準確成立，但在水波這個機械波中卻誤差明顯。劉煥文主持的第二個項目，就是致力對海洋波越過有限周期海底時的傳統(tǒng)布拉格原理進行修正，使之更加精確地適用于水波。

來浙江海洋大學的兩年多時間， 劉煥文已在 《Ocean En-gineering》上發(fā)表論文 2 篇，另有 1 篇也已通過國際頂級期刊 《Coastal Enginnering》 的一審。

劉煥文告訴記者，他喜歡在攬月湖畔的海堤上漫步， 既是一種鍛煉，也觀察海浪的起起伏伏， 說不定結合所教的 《流體力學》 和所做的水波研究， 還可以獲得某些靈感。他期望能進一步聽懂大海的呼喚，破譯波浪傳播的更多秘密。

劉煥文，喜歡思考的人生一直在路上！(宣傳部供稿)