【学术报告】11月26日（周二）14:30-16:15 学术报告交流会

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蒋垣腾

蒋垣腾，上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，博士研究生。曾获得2020年度研究生国家奖学金，2020年度上海交通大学校三号学生，参加第四届“天工杯”结构优化设计暨增材制造大赛获得优胜奖。在校其间参与国家自然科学基金研究项目2项，省部级项目1项。以第一作者发表SCI论文4篇（其中1篇中科院1院TOP,2篇中科院二区），EI1篇（船舶力学）。申请专利4项（其中1项已授权），软著1项。

考虑浮力重力比最小化的外环肋耐压结构拓扑优化设计

随着潜水器的工作环境向着更大的深度发展，水下耐压结构起到极大的作用。在以往的耐压结构设计中，耐压结构往往拥有特定形状，通过尺寸优化或简单的形状优化进一步满足结构性能的需求。在这项工作中，基于参数化水平集方法提出一种可以解决耐压结构设计的拓扑优化方法，以耐压结构浮力重力比最小化为优化目标，临界屈曲载荷与屈服强度为设计约束，探究耐压结构的最佳结构形式。考虑到水下工作环境下，结构所受载荷随结构轮廓变化而变化，因此，耐压结构所受载荷在本工作中为设计相关载荷，即将耐压结构的外形构造视为一项设计因素，使得耐压结构设计结构更加全面。本文利用了参数化水平集方法可以得到结构轮廓的清晰边界的特性，提出了一种可考虑非结构化网格下的可搜索有遮蔽区域的结构受力边界搜索方法，有效地实现了设计相关载荷的计算问题。在优化过程中，为了驱动水平集方法的光滑边界演化，本文通过形状导数与分叉点理论得到了设计相关载荷作用下考虑屈曲与强度以及浮力重力比相关的连续形式的标准速度场，并给出了拉格朗日乘子以确保优化约束在收敛过程中稳定过渡。本文主要研究了外环肋圆柱壳的最佳拓扑形式，外环肋圆柱壳由于其光壁形式提供了优异的空间利用率，因此，常应用于深海潜水器。本文通过上述拓扑优化方法，以ABS标准设置了设计约束，以无环肋圆柱壳作为初始设计进行优化循环，探究了外环肋耐压结构的最佳结构形式，即环肋形状，环肋分布情况以及壁厚分布等，该方法对于新型耐压结构的探索具有工程应用价值。

14：:00-14:30

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张念凡

张念凡，上海交通大学博士研究生，国家奖学金、国家留学基金委奖学金、全国海洋航行器设计与制作大赛特等奖获得者。2019年被推免至上海交通大学船舶与海洋工程专业；2023年受国家留学基金委资助赴英国Heriot-Watt University进行联合培养。主要研究方向为：海洋结构物波浪砰击、砰击载荷的模型实验与数值计算、海洋工程水动力学。博士期间共参与国家自然科学基金重点项目、省部级科研项目及企业项目等课题研究近10项，以第一作者在Coastal Engineering、Ocean Engineering、Marine Structures等顶级期刊发表学术论文（含SCI、EI）10篇。目前申请国家专利17项，其中已获授权12项。

方形立柱结构波浪砰击载荷特性的实验研究

波浪砰击载荷的研究在海洋工程中占据着重要的地位，其对结构安全、设计优化和事故预防具有深远的影响。波浪砰击载荷的作用机理复杂，具有极强的非线性和随机性，且影响因素众多。作为一种可靠的研究手段，模型实验可以真实地再现波浪砰击场景，并能够直观获取砰击过程中的复杂流动现象，从而有望揭示砰击载荷特性及其受环境变量的影响。由于甲板-立柱组合结构广泛存在于如半潜式平台等海洋结构物中，因此立柱结构的波浪砰击研究具有重要的实际意义。本报告介绍了一套完整的波浪砰击载荷模型实验方法，并通过小波分析等方法分别探究了规则波和聚焦波作用下方形立柱砰击载荷的时频特性、空间变化及其影响因素。

14：35-15：05

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于林

于林隶属于海洋工程国家重点实验室&海洋智能装备与系统教育部重点实验室，致力于超大型自主水下机器人高速避障与数字孪生技术以及新概念仿生机器人的研究。已在国内外有影响力的期刊和会议上发表论文11篇，其中包括IEEE Transactions等顶级期刊论文4篇，机器人领域顶级会议论文1篇；公开国家发明专利5项。荣获2023年中国自动化学会港澳地区博士学术论坛“优秀海报奖”。相关成果被山东卫视、南通发布、南通日报、新民晚报等媒体重点报道。作为核心成员参与国家重点研发、中科协青托工程、国自然基金项目、中核集团领创科研项目、中核集团青年英才项目等项目。在研究生相关科研竞赛中获得国际级二等奖1项、国家一等奖2项，国家二等奖1项。于林为IEEE学会、IEEE RAS学会、中国造船工程学会的学生会员，是ARTS学会学生委员会成员，并担任多个权威期刊与会议的独立审稿人，包括IEEE/ASME Transactions on Mechatronics、IET Control Theory & Applications、Computer and Telecommunication Engineering、ICRA、CAC、EPEC。

复杂场景有限视域下大型高速自主水下潜航器避障控制

随着“虎鲸”大型UUV交付美国海军，UUV技术已迈向大型化时代。然而，现有研究主要聚焦于中小型UUV的低速避障控制算法，难以应对大型UUV在复杂场景下高速避障所面临的挑战，包括大尺寸、高航速、欠驱动、多物理约束以及水下真实环境感知设备的局限性等。对此，提出一种集成环境感知、平滑制导与快速控制的高速避障方案，实现了大型高速UUV在非结构化复杂场景下的实时安全避障，具有算法求解速度快、鲁棒性强及控制精度高的优势。通过高保真可视化模拟实验，验证了所提方法的有效性与优越性，进而为大型UUV的智能化与工程化发展提供重要支撑。

15：10-15：40

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张文哲

张文哲，1999.04，安徽池州人。本硕毕业于武汉理工大学船舶海洋与能源动力工程学院，2023年9月起为马德里理工大学海洋工程院在读博士生，兼任助教。现主要研究方向为：深海浮式平台水动力研究及额外阻尼设备设计；浅吃水浮式平台波浪响应；多浮体共享系泊；多浮体结构波浪荷载下相互作用, OpenFOAM求解器开发。

浮式平台垂荡板水动力研究

随着全球能源转型的加速和深远海资源开发需求的增加，海上浮式平台正成为可再生能源利用领域的重要技术支撑。其中，浮式风力发电机（FOWTs）作为清洁能源开发的核心设备之一，展现了显著的应用潜力和商业前景。然而，这类平台的水动力特性在复杂海洋环境中的表现仍面临诸多挑战，尤其在动态响应方面，其设计需要有效应对波浪与洋流的共同作用。

为了改善浮式平台的水动力性能，减小结构运动响应并提升运行稳定性，垂荡板（heave plates）因其结构简单、施工便捷的特点，被广泛应用于浮式平台基础设计。通过增加附加质量和诱导涡旋脱离效应，垂荡板显著提升了平台的阻尼性能，有效调整了平台固有周期。然而，垂荡板设计中的关键参数影响、优化准则及相关水动力学机制至今仍存在较大不确定性。

特别是在浮式平台整体结构中，由涡旋脱离引起的水动力相互作用在波浪与洋流共同作用下的表现机制尚未明确，且深水与浅水条件所存在的显著差异仍有待研究。此外，针对多层板、挖孔板、板上加筋等不同类型设计方案，其水动力性能变化规律和适用性也缺乏系统的分析。这些关键科学问题亟需通过实验与数值模拟研究深入探索，为优化设计提供理论支撑，并促进浮式平台在复杂海洋工况中的实际应用与性能提升。

15：45-16：15