2026年1月22日,CMHL研究中心在上海交通大学木兰大楼A208会议室,举行五位博士生薛瑛杰、邵聿明、和康健、肖家伟、高港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、上海交通大学邹早建教授、朱仁传教授和张新曙教授组成,周伟新研究员担任预答辩委员会主席,上海交大CMHL研究中心王建华博士、赵伟文博士、曹留帅博士和庄园博士担任预答辩委员会秘书。CMHL研究中心主任、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。
薛瑛杰的博士学位论文题目为“海上漂浮式风机平台优化设计与全耦合动力响应数值研究”。论文针对日趋复杂的海上风电环境以及对海上漂浮式风机结构优化的行业需求,本文建立起一套面向漂浮式风机基础浮体的优化设计方法,为评估漂浮式风机各项性能:基于等排水体积法,开发了一款漂浮式风机完整稳性计算分析软件;基于势流理论与叶素动量理论,耦合AQWA与OpenFAST,搭建了一款漂浮式风机复杂海况快速评估程序框架;基于粘流理论与课题组研究基础,建立了可考虑风机转子、塔架塔架结构力的致动线模型,以及剪切风松弛区和双峰不规则波浪谱造波方法,最终形成一款高精度漂浮式风机复杂海况数值仿真程序。基于这些方法,实现以OC4为原型的海上漂浮式风机基础浮体优化,完成了优化漂浮式风机斜浪、不规则波复杂海浪条件下高精度高保真耦合性能数值仿真计算,从多角度评估了优化后单台漂浮式风机性能优劣,同时为应用于浮式风场的可能性进行综合研判。
邵聿明的博士学位论文题目为“破碎波水气泡流动精细化数值模拟方法与流动机理研究”。面向强非线性自由液面破碎及水气两相混合流精细化解析的需求,论文围绕破碎波过程中界面剧烈变形、气体卷吸、多尺度气泡与液滴结构并存等关键难题,构建了精细化两相流数值模拟方法。研究中,发展了基于自适应直角网格的界面精确捕捉与质量守恒耦合算法,实现了对复杂拓扑变化气液界面的稳定追踪;构建了适用于大密度比水气两相流的精细计算方法,提高了微尺度气泡与液滴结构的分辨能力;建立了面向破碎波强瞬变过程的多尺度结构识别与统计分析方法,实现了对气泡群、液滴群及卷吸气体的定量表征。在对典型基准算例完成系统验证的基础上,论文进一步对三维波浪破碎、浅沉水翼诱导破碎和楔形体兴波破碎等典型问题开展深入研究,重点从界面演化形态、涡结构发展及能量输运路径等方面揭示了破碎波中气体卷吸、气泡破碎与再聚并、液滴飞溅及水气泡混合流生成等一系列复杂流动机理。
和康健的博士学位论文题目为“全附体水下航行体壁面脉动压力机理与特性研究”。论文围绕全附体水下航行体湍流边界层壁面脉动压力的数值预报这一关键物理问题,从数值方法构建、流动机理解析及工程应用拓展三个层面系统开展了研究。在数值方法方面,论文建立了一种适用于湍流边界层壁面脉动压力计算的各向异性低耗散大涡模拟方法,有效缓解了现有方法数值耗散过强、近壁各向异性刻画不足等问题,显著提升了壁面脉动压力的预测精度。在流动机理方面,研究发现逆压梯度条件下湍流边界层壁面脉动压力与壁面切应力之间呈现近似恒定比值关系,并系统阐释了逆压梯度对该恒定比值的强化作用机理,深化了对压力梯度下边界层壁面脉动压力特性物理机制的认识。在工程应用方面,论文提出了一种适用于附体干扰后湍流边界层壁面脉动压力的归一化标度方法,表现出良好的归一化效果。论文的研究成果为复杂构型水下航行体壁面脉动压力的数值预报与机理分析提供了有价值的参考,也为壁面脉动压力的快速预报及减振降噪技术研究提供了新的思路。
肖家伟的博士学位论文题目为“基于双向流固耦合的船舶局部入水砰击水弹性数值方法开发与应用研究”。基于开源平台构建了一套双向流固耦合船舶局部入水砰击水弹性求解器,并在此基础上开展了数值验证和工程应用研究,为船舶远洋航行强度校核以及结构设计提供理论基础和研究工具。深化了船舶局部入水砰击问题中水弹性效应的认识,通过针对船底砰击简化模型三维弹性平板与船艏外飘砰击简化模型含加筋板楔形体不同砰击速度入水开展研究,揭示了不同底角,砰击速度,刚度,结构变形等因素对船舶局部入水砰击水弹性的影响。基于重叠网格技术发展了波浪砰击高精度模拟技术,系统分析了危险海况下含加筋板楔形体入水砰击过程中砰击载荷和结构响应规律。选取危险波浪入水时刻开展复杂船艏入水砰击水弹性数值分析,揭示了船艏外飘砰击和船底砰击联合作用下砰击载荷与结构响应的分布和耦合机制。
高港的博士学位论文题目为“密度分层流中水下航行体水动力尾迹与热力学尾迹数值模拟研究”。论文针对工程尺度水下航行体在密度分层流中尾迹演化机理认识不足、热–动量耦合效应复杂以及高雷诺数条件下数值预报难度大的问题,系统开展了数值模拟研究。基于重叠网格技术,研究了强分层中水下航行体运动诱导的水动力尾迹及界面波特性;基于大涡模拟方法,分析了线性分层流中不同长径比椭球体及不同分层强度条件下尾迹的结构演化、能量转换和湍流特性;进一步拓展至高雷诺数条件下Suboff裸艇体分层尾迹研究,揭示了密度分层在工程尺度下对尾迹调制作用的表现形式。在此基础上,引入主动热排放与自由面效应,研究了真实海洋分层环境中水下航行体水动力尾迹与热力学尾迹的耦合演化规律。
预答辩委员会专家对五位博士生的学位论文进行了点评,对五位同学的博士论文工作的质量和创新性给予了充分的肯定,认为五位博士生的论文内容丰富,工作量大,系统性强,数据翔实,一致同意通过五位同学的博士学位论文的预答辩。同时,预答辩委员会五位专家和万德成教授也对论文题目、内容布局、主线脉络的梳理、创新点的凝练以及论文格式等方面提出了许多宝贵的意见和建议,这对五位博士生进一步修改完善好论文提供了非常大的帮助。五位博士生对各位专家和万老师提出的宝贵意见和建议表示衷心感谢,后续将全力以赴修改完善好博士论文工作,精益求精高质量撰写好博士学位论文。