个人简介
刁显锋，汉族，中共党员，土木建筑工程学院22级硕士研究生，师从蔡国庆教授。获2024年国家奖学金，北京市优秀毕业生。研究课题聚焦国家战略需求，围绕铁路建设过程中的侵蚀病害问题展开。累计发表论文12篇，其中以学生第一作者（含导一学二）身份发表论文10篇，包括SCI论文7篇，EI论文2篇。研究成果已在多个地铁工程中验证并成功应用，并进一步被投用于CZ铁路的建设施工中。
01迎难而上：探索复杂问题的解决路径
既有铁路路基的翻浆冒泥病害是我国铁路运维中的常见难题，其机理研究涉及多相耦合作用，技术挑战较大。在蔡国庆教授的指导下，刁显锋选择以CFD-DEM（计算流体力学-离散单元法）耦合方法为切入点，尝试从宏-细观角度解析病害成因。当时，该方法在岩土工程领域的应用尚处于探索阶段，国内外可供参考的研究与书籍十分有限。面对这一现状，他通过自主学习逐步推进研究。
夯实基础，梳理理论。为系统掌握领域动态，他坚持每日研读文献，稳扎稳打历时三个月完成《基于CFD-DEM的流-固耦合数值建模方法研究进展》综述论文，较为全面地总结了CFD-DEM耦合建模方法的特点与适用场景。该文被《哈尔滨工业大学学报》选为2024年首期封面文章，为相关研究提供了文献参考。
攻克技术难点。在软件实现阶段，他尝试了商业软件PFC后发现其功能受限，转而学习开源软件LIGGGHTS、OpenFOAM与CFDEM耦合框架。面对开源软件资料不足的问题，他通过反复调试代码、优化模型参数，逐步解决了程序运行中的技术问题。经过多次模型调整与验证，最终构建了适用于铁路路基分析的细观力学模型，相关成果《Micromechanical analysis of contact erosion under cyclic loads using the coupled CFD–DEM method》于2024年5月发表在岩土工程领域排名第一的顶级期刊《Géotechnique》，这是交大第三篇，也是第一篇由硕士研究生发表在该期刊上的文章。研究成果为多物理场耦合、多尺度分析水-力耦合作用下的颗粒侵蚀问题提供了新的思路。
02深化研究：拓展方法的应用维度
在取得初步进展后，他进一步探索模型优化方向。通过分析总结已有的试验成果，发现路基中土层接触面受到渗流作用前后的颗粒侵蚀剧烈程度与变形特征差异较大，而现有的CFD-DEM耦合方法却难以捕捉到这一现象。为此，他通过查阅大量研究论文，在CFD计算框架内引入VOF（流体体积分数）方法，尝试构建VOF-DEM三相耦合模型，以模拟固-液-气三相相互作用下的路基响应。
改进方法，提升精度。新模型通过整合多相流界面追踪技术，模拟结果成功捕捉到了这一试验现象，之后他对该现象背后的细观机理进行了深入的研究，进一步探讨了土体从干燥到完全饱和动态变化过程中的颗粒迁移机制与宏观变形特征，并借助于细观接触力学的相关理论揭示了水-力耦合作用下路基接触侵蚀的发生机理。相关成果《A coupled VOF-DEM investigation into contact erosion under the effects of cyclic loading and seepage path》在2024年10月发表于岩土“三大顶刊”之一的《Canadian Geotechnical Journal》，另一篇论文《Contact erosion of soil layers with different water table levels under cyclic loading using VOF-DEM coupled method》在2025年1月被计算岩土力学顶级期刊《Computers and Geotechnics》接收。这些研究为从细观视角深入理解翻浆冒泥的变形演化规律与病害防治提供了理论支持。开发的软件程序已获得2项软件著作授权。
此外，针对复杂水位变化引起的土体侵蚀问题，他进一步采用CFD-DEM耦合方法建立了土体侵蚀宏-细观机理研究模型，成功揭示了水力变化引起的土体接触侵蚀宏观变形背后所蕴含的细观力学机制。并在此基础上发表了两篇学术论文。其中一篇研究成果发表在岩土工程三大顶刊之首的《Géotechnique》上，这是他第二次在该期刊上发表论文，也是目前土建学院唯一一位连续在该期刊上发表学术成果的研究生。另一项研究成果发表在了中科院一区TOP期刊《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》上。
03砺行志远：自律自强彰显青年本色
践行党员责任。他多次参与志愿服务，如社区抗疫、大型活动保障等，特别是在疫情期间，他积极参与社区、学校志愿服务，协助物资搬运与核酸检测，服务居民、同学近百余人次，曾获评 “优秀抗疫志愿者”称号。
他不仅在工作和社会服务中展现担当，在生活中也秉持着自律进取的品格。他坚持每日夜跑，风雨无阻，累计里程已超过500公里，交大校园的每一条跑道都见证了他奔跑的身影。同时，他保持着良好的学习习惯，常年扎根图书馆，凭借持之以恒的专注与努力，曾多次位列图书馆学习时长榜首。这些日常的坚持，让他逐渐养成了自律的生活习惯，也磨炼了坚持不懈的意志品质。
04总结：踏实前行的科研探索者
从学术研究到工程实践，刁显锋始终以解决实际问题为目标，在导师和团队的指导与支持下，围绕岩土工程关键问题开展探索。他的工作为CFD-DEM方法在工程领域的应用积累了经验，部分成果已尝试服务于基础设施安全运维。未来，他计划在智能岩土工程方向继续深耕，力争为行业技术进步贡献自己的力量。
突出事迹摘要
刁显锋，北京交通大学土木建筑学院岩土工程系2022级硕士研究生，中共党员，师从蔡国庆教授。他立足国家基础设施建设需求，专注于岩土工程防灾减灾领域，围绕铁路路基侵蚀病害的机理问题展开系统性研究。作为课题组内较早探索CFD-DEM耦合方法的学生，他通过持续学习与实践，在数值模拟方法开发与工程应用方面取得创新性成果，相关研究为交通基础设施安全运营提供了理论参考。