2025年1月18日,CMHL研究中心在上海交通大学木兰楼A208,举行四位博士生徐顺、魏亚博、张文杰和黄聪祎的博士学位论文预答辩会。博士学位论文预答辩委员会由中船集团第702研究所周伟新研究员、中船集团第708研究所王金宝研究员、上海船舶研究设计院陈康研究员、上海交通大学朱仁传教授、上海交通大学喻国良教授组成,周伟新研究员担任预答辩委员会主席。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预答辩会,CMHL研究中心有关教师和研究生旁听了预答辩会。
徐顺的博士学位论文题目为“大气湍流下浮式风电场气动-水动-气弹性一体化耦合响应与尾流干扰特性研究”。论文针对浮式风机商业化落地面临的三大问题:复杂大气湍流影响日益显著、浮式风机一体化耦合响应预报难、多浮式风机尾流干扰效应突出,建立了多因素融合的真实复杂大气湍流数值模型,可考虑海面粗糙度、科氏力、大气热稳定性和波浪作用对大气湍流的影响;构建了考虑大气湍流影响的浮式风机一体化耦合响应数值模型,通过构建数据接口接收大涡模拟的大气湍流时空序列数据,实现大气湍流下浮式风机一体化耦合响应与尾流特性数值模拟;研究了多浮式风机尾流干扰特性,总结了大气湍流对下游浮式风机气动载荷响应、叶片变形和水动力响应的影响规律,突出了浮式风电场大规模商业化落地时准确建模大气湍流的必要性。
魏亚博的博士学位论文题目为“基于高效体网格变形与序列采样的高维多目标船型优化方法研究”。该博士论文在团队自主开发的船海结构物优化求解器OPTShip-SJTU的基础上研究并开发了基于平移法和RBF方法的高效体网格变形方法、基于序列采样的单目标、多目标和高维多目标船型优化方法以及基于GT-MWGTD的高维船型多目标优化问题的综合评价与决策方法。基于这些方法,实现了单体船和多体船水动力性能的综合优化,拓展了船型优化的应用范围,提高了优化效率。研究表明,所开发的方法在船型优化领域具有广泛的应用前景,推动了船型优化朝更加高效、可靠和灵活的方向发展。同时,开展的相关应用验证工作为水面船舶水动力性能优化研究提供了宝贵的参考。
张文杰的博士学位论文题目为“船舶粘流水弹性数值计算方法研究与应用”。论文针对船舶在波浪中的运动与结构响应预报问题,在船舶耐波性预报中同时考虑局部瞬态砰击上浪载荷和总体稳态水动力载荷诱发的结构响应,针对当前船舶粘流水弹性研究主要基于商业软件开展的不足,基于粘流理论和船体梁理论构建了船舶水弹性双向流固耦合数值计算方法,开发了对应的计算程序,并开展了计算验证和应用研究。论文首先基于粘流理论和船体梁理论,构建了船舶水弹性数值计算方法。其次,基于开源程序平台,自主开发了基于Timoshenko梁模型的船舶水弹性求解器SHE-FOAM,开发了基于三节点几何精确梁模型的船舶水弹性求解器MOCSHE,通过与不同船型在不同工况下的水弹性试验结果对比,验证了所开发求解器的可靠性,揭示了在结构计算中采用刚弹完全耦合求解的重要性。最后,基于所开发的程序,系统性地研究了波长、波高、航速、浪向对船舶水弹性响应的影响。
黄聪祎的博士学位论文题目为“基于改进MPS方法的强非线性流固耦合问题的额研究”。论文中针对船舶与海洋工程中难以精准捕捉和预测的强非线性流固耦合问题,充分利用MPS方法的拉格朗日优势,从提高计算效率、提高模拟精度和拓展应用范围三个方面对MLParticle-SJTU求解器进行了改进。在计算效率和计算规模方面,开发了三维分区多CPU算法,并将组内原MPSGPU-SJTU求解器迁移至国产类GPU加速卡DCU上,提高了求解器的计算效率和计算规模。在提高模拟精度方面,开发了基于四元数法的浮体六自由度运动响应计算模块,并将其应用于对静水中和波浪中救生艇自由入水过程的模拟,分析了救生艇入水角度和相对波浪相位角对救生艇入水过程运动响应的影响。在求解器的功能模块拓展方面,开发了多分辨率内外流耦合算法,将其应用于对内部液舱晃荡、外部波浪激励内外流耦合作用下的LNG船运动响应的模拟,捕捉到了液舱内部出现的法拉第波以及高频响应的正反馈机制。最后,将MLParticle-SJTU与模拟系泊系统的MoorDyn相耦合,并将其应用于对系泊浮体在波浪中运动响应的模拟。
预答辩委员会专家分别对四位博士生的学位论文进行了点评,认为四位同学的博士论文内容扎实,成果丰富,有一定的创新性。同时各位专家也从论文的结构布局、创新点凝练等方面提出了宝贵的意见。这对四位博士生继续修改完善论文提供了非常大的帮助。四位博士生对各位专家表示衷心感谢,后续将按照各位专家和万德成教授的提出的意见和建议对博士学位论文进行修改和完善。