2022年5月24日,CMHL研究中心举行博士生张晓嵩、张冠宇和马春卉的博士学位论文答辩会。受新冠肺炎疫情影响,配合学校疫情防控要求,本次博士论文答辩会以线上腾讯会议的形式举办。答辩委员会由中国船舶科学研究中心周伟新研究员、上海交通大学邹早建教授、上海外高桥造船有限公司袁洪涛研究员、中船集团第708研究所王金宝研究员、上海船舶运输科学研究所陈伟民研究员组成,周伟新研究员担任答辩委员会主席,王建华博士和曹留帅博士担任答辩委员会秘书。CMHL研究中心主任、长江学者特聘教授、国家重点研发计划首席科学家、博士生导师万德成教授出席答辩会,CMHL研究中心有关教师和研究生旁听了答辩会。
张晓嵩的博士论文题目是:平底船气泡/气层两相流动特性及减阻研究。该论文面向气泡/气层减阻这样一种能显著提高船舶能效水平的创新型绿色节能技术,研究船底气穴表面流场影响下的水气两相流动演化特性及减阻机理,具有重要的科学意义和实用价值。张晓嵩详细介绍了博士论文的核心内容,首先是文中提出的顶端固壁限制下大密度比多尺度两相流与湍流结构相互作用的耦合物理模型,在此基础上创新性地构建了多尺度两相流数值方法,结合了界面捕捉和粒子追踪方法的优势,为平底船气穴内气体流动形态的模拟分析提供了重要工具和手段;其次是基于文中建立方法对流动机理进行了系统分析,包括微气泡与湍流相互作用、气层水气界面波形以及气层-气泡流动分区三方面,揭示了重要物理量参数的影响规律;最后介绍了文中建立的气穴内气泡/气层流动试验验证技术和相似准则研究,可为工程设计提供指导。
张冠宇的博士论文题目是:三维MPS/FEM耦合方法在波浪与弹性体相互作用中的研究与应用。张冠宇详细介绍了博士论文的主要内容,论文针对复杂自由面运动的强非线性问题和自由面与弹性结构物的耦合作用问题开展了数值仿真方法研究,分析了流固耦合机理,选题正确,具有重要的科学意义和工程应用前景。论文基于无网格MPS方法,首次把薄壁边界粒子模型、自由面虚拟粒子模型和表面张力模型进行了融合,显著改进了MPS方法,解决了自由表面流动引发的流固耦合稳定性问题,为MPS、FEM的耦合提供了理论基础。针对时空异构的流固交界面,提出了双向的时间异步策略,实现了多种三维流固界面数据传递技术,开发了MPSFSI流固耦合求解器,为三维复杂流固耦合问题的研究提供了有效的分析工具。在MPS-FEM耦合方法的基础上,提出了刚体六自由度运动与弹性变形耦合的水弹性模型,可用于模拟弹性浮体在波浪中运动响应的求解,进一步扩展了MPS-FEM耦合方法在船舶与海洋工程中的实际应用范围。
马春卉的博士论文题目为:三维PTC柱体流致振动机理及海流能高效利用技术研究。当今社会,海流能利用技术是解决能源危机、实现我国碳中和的一项战略创新的方向,所以该论文针对这一问题开发了基于流致振动的低速海流能高效利用技术。论文建立了具备求解高雷诺数下低间距比、多柱独立大幅运动的数值模型,准确捕捉了流致振动的各项分支,并在此基础上开展了PTC参数、雷诺数影响、以及HHT分析等方面的综合研究,揭示了“上部分支”和“过渡阶段”两个强非线性流动区间的成因和特性。同时,为了解决基于流致振动海流能收集装置中启动流速高,能量收集断层,振幅不可控等问题,设计了可变固有频率的非线性弹簧系统和低间距比协同作用的多柱体模型,为在有限流域中海洋可再生能源高效利用提供了技术解决方案。
在论文答辩过程中,三位博士生详细回答了各位评委专家提出的问题,解释了论文中的核心关键技术的具体解决和实现途径。答辩委员会各位评委高度肯定了三位博士生的论文工作,认为三位博士生的论文综述全面,选题前沿,有针对性,研究内容丰富,工作量大,数据翔实可靠,研究工作有创新性。论文的写作结构完整、层次分明、逻辑性强、表达规范。论文工作充分表明,三位博士生已掌握本学科坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识,具有很强的独立从事科研工作的能力。各位专家也对论文提出了可以进一步完善和修改提高的宝贵建议。答辩委员会经过无记名投票表决,全票通过了张晓嵩、张冠宇和马春卉的博士学位论文答辩,建议授予工学博士学位。
答辩会结束前,三位博士生都发表了感言。三位同学衷心感谢导师万德成教授的悉心指导和提供良好的科研环境条件。三位同学都以成为CMHL的一员而骄傲,特别是经过博士阶段的锻炼,已深深镌刻上CMHL的烙印,将铭记CMHL格言“创新创智,求真求实”,不仅努力为CMHL研究中心争光添彩,也奋力为家国事业跑出精彩的赛道。
张晓嵩同学说:“博士研究生的时光转瞬即逝,转念就能想起五年前带着稚气踏入校园的那一刻,心中充满了对未来的迷茫和担忧。直到我进入到课题组,融入万老师带领的CMHL团队,我的信念也变得愈加坚定,前路纵使有再多困难也不能使我后退,因为还有老师和兄弟姐妹们与我一起披荆斩棘。随着年级不断增高,我越来越感受到遇见一位好导师、加入一个好团队的幸运。在学生培养过程中,万老师给予我的不仅仅是知识和学术上的引导,更在学术品格、价值观和人生格局上潜移默化地影响着我。如今我也走到了博士生旅途的末尾,疫情下博士答辩能够顺利进行,我由衷地感谢万老师以学生为本的精神,也感谢各位专家能够不辞辛苦地出席答辩会,愿所有老师和同学都能继续乘风破浪,一帆风顺!”
张冠宇同学说:“首先感谢各位答辩专家对论文提出的宝贵建议,使我受益良多。特别感谢我的博士导师万老师,万老师对学术的钻研精神和对学生的无私付出,深深地感染了我。也特别感谢万老师为我们提供的良好的科研环境以及丰富的课余生活,感谢万老师在每周小组会上对我们进行不间断的学术指导,感谢万老师鼓励我们积极参与学术交流、扩展视野。万老师谆谆教诲,让我受用一生。万老师的言传身教已成为我人生道路上的指明灯,促使我在今后的工作岗位上保持坚持不懈、勇往直前、锐意进取的精神状态。最后十分有幸成为CMHL课题组的一员,在这里既感受到了大家对科研的纯粹与追求,又感受到家一般的温暖,愿家人们永存赤子之心,不负青云之志”。
马春卉同学说:“我想,正是“流体之美”带领我走进了CMHL,也十分庆幸万德成教授让我成为了CMHL团队中的一员,我为此而骄傲!第一次在学校见到万老师,就被他昂扬的斗志所感染,他的话语总能让我在求学道路上披荆斩棘汲取力量,也正是这样的品质和精神引领着我不断的学习和探索。万老师总是给予我们肯定,鼓舞我们的斗志,带领我们前进。万老师让整个CMHL充满学术氛围,又不失活泼和动力。很多人羡慕我们团队,羡慕我们的科研产出,多样的活动以及强大的凝聚力。我想正是因为我们有这样一位全面而强大的领导者,培养又保护着我们,才能让我们自由飞翔,又有稳固的后盾。我很荣幸能加入CMHL团队,借此博士论文答辩的机会,向万老师、向CMHL各位老师和同学表示感谢,并送上真挚的祝福!”