【学术报告】12月23日（周一）9:00-10:15 学术报告交流会

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金国庆

金国庆，大连理工大学船舶工程学院博士后。围绕深海采矿开展应用基础研究工作，主要研究方向包括：流固耦合数值计算方法、海洋立管涡激振动预报及振动控制研究等。以第一作者发表SCI论文5篇和EI论文1篇，成果主要发表在Marine Structures、Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics、Ocean Engineering、力学学报等期刊上，作为共同通讯及合作者发表论文16篇。目前主持国家自然科学基金青年科学基金1项，负责深海采矿立管涡激振动机理及抑制方法研究；承担十四五国家重点研发计划项目“海底矿物水下安全高效提升关键技术与全系统矿区联合试验”子课题1项，负责该项目中矿物泵管输送系统基础理论研究；主持中国博士后面上基金1项，负责深海采矿管道系统多体耦合动力学模型研究；作为技术骨干深度参与工信部高技术船舶专项、JW创新特区、大连市领军人才项目等多项。基于前期研究成果，获得2023年国家资助博士后研究人员计划C档、2024年大连市青年科技之星等荣誉奖励。

基于离散涡方法的海洋立管涡激振动研究

海底蕴藏着丰富的油气与矿物资源，在开采过程中需要通过立管提升至水面支持平台。立管具有大长径比的特征且长期处于波浪流等复杂海洋环境中，在海洋工程装备的结构设计中需重点考虑这类细长结构的疲劳和强度问题。研究表明，导致海洋立管出现疲劳损伤的主要原因之一是涡激振动（VIV），揭示海洋立管VIV的产生机理和作用特点，实现对海洋立管VIV的充分理解、准确预报和有效预防，对保障海洋工程作业安全具有重要意义。本报告从立管VIV数值预报方法、深海采矿自由悬挂立管VIV以及整流罩控制装置动力学响应三方面进行汇报。主要汇报的学术成果包括：（1）提出了一种适用于复杂剖面柱体绕流的离散涡方法，改善了传统离散涡方法在复杂剖面柱体流体力方面的求解精度；（2）开发了实尺度立管准三维离散涡-有限元耦合数值模型，系统研究了不同底部配重和不同流速下柔性悬臂式立管的振动响应，揭示了柔性悬臂式立管涡激振动中存在的模态簇特征；（3）从二维和三维视角阐明了不同尾缘角和不同折合速度下附加无旋转整流罩柔性立管的振动响应特征。

9:00-9:15

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张文启

张文启，北京理工大学先进结构技术研究院助理研究员。本硕博均就读于哈尔滨工程大学船舶工程学院，2013年获学士学位，2022年获博士学位。主要研究方向包括：舰船结构-设备一体化系统毁伤评估、舰载设备及人员抗冲击。作为项目负责人承担国防科技创新特区项目1项、国家自然科学基金委青年科学基金1项。以第一作者在Ships and Offshore Structures等期刊发表学术论文5篇。

舰载设备及人员抗冲击研究

舰船在遭受远场水下爆炸时结构可能没有破损，但舰载设备及人员受到强烈冲击而产生严重损伤，从而直接影响舰船生命力。针对这一问题，综合采用解析、数值和试验方法对舰载设备及人员的抗冲击展开系统研究。基于多体系统离散时间传递矩阵法建立了大型舰载设备及管路系统的冲击响应计算方法；开展了浮动冲击平台海上试验，对浮台在典型工况下的冲击考核能力进行标定；提出了基于分段经验模态分解法（EMD)的冲击加速度信号处理方法；基于冲击波零时法并计及冲击波在壁面上的反射，改进了爆源起爆瞬时定位反演方法；基于多体系统动力学软件（MADYMO），开展了舰载人员冲击响应分析，明确了约束系统对舰载人员冲击损伤模式的重要影响。该研究可支撑舰船抗爆抗冲击及生命力的提升，具有学术和工程应用价值。

9:25-9:40

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黄华坤

黄华坤，在2012-2016年就读于大连理工大学船舶与海洋工程专业，并在张桂勇教授的指导下完成了《热应变引起船舶结构形变与精度控制研究》学位论文，于2016年获得学士学位，获大连理工大学优秀毕业生荣誉称号；于2016年9月保研至大连理工大学船舶工程学院，在导师张桂勇教授的指导下继续进行数值传热以及流动方面的研究，并重点放在了船舶与海洋工程冲击射流流动与传热的相关问题上，研究工具以数值仿真为主，主要侧重于高精度数值算法开发（SSTCD湍流模型）以及流动机理分析，并于2022年获得博士学位，获得大连理工大学优秀研究生荣誉称号；2022年底，加入香港理工大学温志湧教授团队从事博士后研究工作，主要负责气液同轴旋转射流氢氧火箭发动机燃烧自激振荡不稳定性方面的研究工作；2024年进入南方科技大学余鹏教授课题组继续从事高温高压射流传热与流动方面的博士后研究。报告人于2023年获香港理工大学Postdoc Matching Fund Scheme项目资助，于2024年获批国家青年科学基金项目资助。截止目前，本人已累计在国内外权威期刊，学术会议上发表学术论文23篇，其中在中科院传热顶级期刊International journal of Heat and Mass Transfer，Applied Thermal Engineering，International Communications in Heat and Mass Transfer发表论文6篇，在Ocean Engineering以及Physics of Fluids等高水平SCI期刊11篇（一作/通讯9篇（含导师一作，报告人二作）），中文EI以及核心期刊各一篇，获发明专利一项，授予软件著作权3项。

基于机器学习与非平衡湍流假设的复杂流动传热湍流模型封闭研究

复杂湍流流动以及传热问题大多数具有湍流非平衡性特征。雷诺时均湍流模型难以准确预测上述问题，需要相应的修正公式或者一套经过优化的湍流模型常数。高精度的直接数值模拟以及大涡模拟方法虽然有效，但仍需要大量的计算资源和时间。为了解决这一问题，我们提出了一种基于机器学习与非平衡湍流假设的湍流模型封闭方法。该方法不依赖于雷诺应力的学习，仅通过学习复杂流动下能量产生和耗散的特征，并基于雷诺时均模型构造了四个关键的无量纲参数，控制模型能量产生和耗散的表达，实现精准预测复杂流动和传热的目的。此外，该机器学习方法不仅能够采用低精度的雷诺时均模型计算结果，同时又能够与高精度计算数据相结合，极大地增加了模型的求解稳定性以及泛化能力。我们通过雷诺时均以及大涡模拟方法对转捩流动、冲击射流、后台阶流动以及旋转流动进行模拟、获取训练数据，并对所提出的模型在测试集上对传热和流动进行了细致验证。结果表明，所提出的方法具有优越的求解稳定性和收敛性，不仅准确复现了复杂流动下的平均场特征，还表现出了超越参考模型精度的潜力。

9:50-10:05