2021年1月14日，第四届CMHL船舶与海洋工程计算水动力学研讨会（The 4th Symposium on Computational Marine Hydrodynamics, The 4th CMHL Symposium 2021）通过线上视频会议召开，并于Bilibili网站进行在线直播。本次研讨会由上海交通大学CMHL研究中心、《Journal of Hydrodynamics》编委会、浙江大学海洋学院联合主办。本次会议由两个大会主题报告，九个特邀报告组成，从1月14日上午9:00一直持续到下午19:20。船海计算水动力学国际著名专家美国Iowa大学Frederick Stern教授和法国南特大学Michel Visonneau教授应邀做60分钟大会主题报告，来自美国MIT大学、美国UNO大学、美国船级社、上海交大、日本九州大学、英国Strathclyde大学、英国Newcastle大学、德国慕尼黑科技大学等9名知名专家和青年骨干应邀做45分钟特邀报告。来自国内外高校、科研院所的数千名专家学者和学生，通过ZOOM会议视频和Bilibili直播网站参加了此次研讨会。
上海交大CMHL研究中心主任万德成教授作为会议主席主持了此次CMHL研讨会，在会议开始首先介绍了CMHL研讨会的由来及历届会议的基本情况。CMHL研讨会是以上海交大CMHL研究中心名字命名的学术研讨会，以船海工程计算水动力学方法研究、软件开发和工程应用为主题，邀请船舶与海洋工程计算水动力学领域国内外资深学者和一线研究人员做大会报告和主题报告，研讨交流船海计算水动力学领域的最新研究和应用成果，为本领域专家学者、青年学生、软件开发者、软件用户、研究院所和企业研发人员提供开发和自由交流平台，促进高校、研究院所、企业、软件开发公司的深入沟通交流与合作。虽然受到疫情的影响，本次会议无法在线下召开，但是在万德成教授的大力推动下，研讨会还是顺利在线上开办。万教授对全体嘉宾与观众的支持表达了感谢，在简洁热情的介绍之后，他宣布本次研讨会正式开始，进入到嘉宾汇报内容中。
.jpg)
CMHL研讨会每年召开一次或两次。本次是第四届CMHL研讨会，包括两个60分钟大会主题报告和九个45分钟特邀报告，十一位专家介绍了船海工程计算水动力学领域的最新研究成果和前沿发展信息，报告内容丰富、精彩，受到了大家的热烈欢迎和高度评价，Bilibili直播网站观看人数最高峰时达到了3600多人。
.jpg)
美国爱荷华大学水力科学与工程专业的Frederick Stern教授，应邀做了大会报告“Experimental and CFD Study of KCS Hull-Propeller-Rudder Interaction for Self-Propulsion and Port and Starboard Turning Circles”。Frederick Stern教授是美国Iowa大学船舶与水利研究所所长，是国际公认的船舶流体动力学著名专家，Frederick Stern教授还是著名的国际船舶CFD会议（International Workshop on CFD in Ship Hydrodynamics）指导委员会主席，长期担任国际ONR船舶水动力学研讨会学术委员会委员，他在船舶与海洋工程领域的模型实验研究、数值方法开发、不确定性分析等方向建树颇丰，撰写过多部学术著作，在船舶与海洋工程计算水动力学领域有重要国际影响力。在大会报告中，Frederick Stern教授将实验测量和CFD计算结合，分析了KCS型船的船-桨-舵相互作用过程，通过对X, Y, N力和力矩平衡的机理机制进行分析，解释了导致左右舷转向差异的原因，CFD计算结果可以对实验数据进行补充，完成左、右舷操纵时船体-螺旋桨-舵相互作用过程中的详细流场分析，阐释螺旋桨入流与自推进入流不同的主要原因以及螺旋桨效率与速度损失之间的关系。
.jpg)
.jpg)
法国Centrale Nantes 大学计算水动力学研究所所长Michel Visonneau 教授应邀做了另一个大会报告“Local Flow around a Surface Combatant at Various Static Drift Conditions: A detailed Study of the Longitudinal Vortex Structure”。Michel Visonneau 教授是法国国家科学研究中心(CNRS)的研究主任、FINETM/Marine软件开发项目合伙人、船舶流体力学CFD国际研讨会指导委员会成员、ECCOMAS/Marine科学委员会常任成员、SNH-ONR论文评选委员会常任委员。Michel Visonneau 教授的研究方向包括：空化、流固耦合、高精度非结构化网格、RANSE-LES混合模型和层流-湍流过渡建模等。Visonneau 教授的报告对DTMB5415在10°和20°静态漂移条件下的局部和全局流场进行了计算研究，对各向同性k-omega SST、雷诺应力输运SSG/LRR湍流封闭以及非定常混合RANS-LES DDES-SST模型进行了深入的验证研究，详细分析了纵向涡结构的形成与发展。
.jpg)
.jpg)
麻省理工学院机械工程系的高级研究员Yuming Liu博士应邀做了题为“Nonlinear Seakeeping Solution near the Critical Frequency” 的主题报告，从理论和数值两方面研究了水下物体或浮体以恒定的水平速度U运动，同时进行小幅振荡运动或遇到频率为ω的小振幅波时的耐波性问题；从理论上证明了线性解实际上是有界的，是一个完整的几何体而不是一个点源，推导了在τ=1/4附近的浸没二维圆柱体的线性和非线性解析解，通过独立的直接数值模拟验证了该理论。Yuming Liu博士在非线性波体相互作用、耐波性、船舶尾迹预报、复杂波浪预测和多相段塞流等方面取得了重大进展，开发了完全非线性方法来精确解决强非线性流体力学问题，他还应用流体力学在声学领域取得了根本性的进展，包括声导理论的发展和完整的二阶声-物相互作用理论。
现任新奥尔良大学(UNO)船舶与海洋工程学院助理教授Xiaochuan Yu博士应邀做了主题报告 “Stochastic Modelling of Trajectories of Dropped Cylindrical Objects in Offshore Operations.” Xiaochuan Yu博士的研究领域包括海上作业抛物的数值建模和模型试验、恶劣工况下的系泊系统分析与设计、各类海上平台、智能结构物的分析与设计等。在报告中，Xiaochuan Yu博士介绍了利用MC方法和UT方法求解圆柱型物体下落轨迹一类的随机性问题，并通过对比UT方法和MC方法的统计结果，得出了无论从精度还是计算要求来看，UT方法都较好的结论，以及与确定性模型相比，随机性模型能够更合理、更准确地预测掉落过程的结论。
.jpg)
ABS全球工程与技术高级工程师Zhirong Shen博士应邀做了题为 “CFD Applications in Marine and Offshore Industry” 的主题报告，Zhirong Shen博士毕业于上海交通大学CMHL研究中心，他如今的的研究依然专注于CFD研究与开发、CFD应用、软件开发和高性能计算，在主题报告中介绍了ABS在海洋工程和近海工程中CFD应用的进展，包括提升能效的船型优化，节能设备(ESD)评估，螺旋桨轴力预测等，介绍了CFD在海洋和海洋工业中的应用所面临的挑战和解决方案，以及对未来应用的展望。
Xiangming Yu博士受邀做了题为“Air Entrainment and Bubble Size Distribution in Strong Free-surface Turbulent Flow”主题报告，对强自由表面湍流(SFST)中空气卷吸和气泡尺寸分布进行了理论和数值研究，通过对典型自由面湍流的高保真直接数值模拟，验证了气泡卷吸理论模型的准确性。此外，还对强自由面湍流的各向同性进行了研究，研究了界面相干涡结构引起的空气卷吸行为。Xiangming Yu博士于2019年在麻省理工学院获得机械工程博士学位，师从Dick k.p. Yue教授, 主要研究方向为自由面湍流和多相流。
.jpg)
上海交通大学CMHL中心研究院Liushuai Cao博士受邀坐了题为“Wake Signature of a Submarine in Density Stratified Fluid”的主题报告，Liushuai Cao博士的研究方向是针对实际工程问题的CFD方法研究，如潜艇和复杂形状水下航行体在均质和密度分层流体中的操纵和推进，螺旋桨和柴油机喷油器的空化和冲蚀预测。报告提出了一种方法来预报密度分层流体中的潜艇水动力性能和湍流尾迹，介绍了海洋跃层形成原因，然后在Boussinesq近似的基础上推导出一种模拟分层流体的数值方法；展示了裸船体，有螺旋桨附加的船体和无螺旋桨附加的船体在线性分层流中运动的计算案例；最后分析了自由面特征、内部重力波和尾迹紊流的演变来研究密度分层引起的浮力效应。
日本九州大学胡长洪教授应邀做了题为“Experimental and Numerical Study of Dam Break Flow Impact on a Vertical Cylinder”的主题报告。胡长洪教授是日本九州大学应用力学研究所海洋工程教授、挪威科技大学客座副教授、上海交通大学客座教授。他目前的研究兴趣包括海洋流体力学的新一代CFD算法、海洋可再生能源技术、船舶与海洋工程中的流体力学问题等。胡教授在报告中介绍了对水平干床上竖直圆柱溃坝冲击的实验测量，对闸门运动进行了深入的研究，并根据实验数据提出了一种新的闸门运动公式，探讨了闸门阻塞对实验测量（即与圆柱形障碍物碰撞的时间）的影响，并使用两种新的数值方法—非结构化FVM程序结合UMTHINC界面捕捉法以及累积量碰撞模型的LBM程序对实验进行了数值模拟，比较了它们在波浪冲击载荷预测中的性能。
英国思克莱德大学高级讲师Zhiming Yuan博士应邀做了题为“Introduction of a Potential Flow Solver MHydro and its Applications in Ship Hydrodynamics in Confined Waterways”的主题报告。报告介绍了Yuan博士及其研究团队HOREL所研发的势流求解器—MHydro及其在受限航道船舶流体力学方面的应用，包括船-岸、船-底以及船-闸之间的相互作用，并分析了求解器的优点及局限性。Yuan博士是英国思克莱德大学船舶与海洋工程专业的高级讲师，思克莱德大学流体力学及海洋可再生能源实验室(HOREL)的负责人、皇家造船师学会(RINA)成员、国际拖曳水池会议(ITTC)的委员会成员。他的研究方向主要集中在海洋流体力学以及近海新能源系统等方面。
英国纽卡斯尔大学教授Zhiqiang Hu教授应邀做了题为“Software-in-the-Loop Combined Artificial Intelligence Method for Dynamic Response Prediction of Floating Wind Turbines”的主题报告。报告中介绍了一种基于人工智能技术预测浮式离岸风机(FOWTs)动态响应的方法—SADA。报告对SADA的重要概念进行了介绍，包括KDPs的选择、DDPG以及计算学习算法的决定策略等。SADA采用一组Hywind Spar型FOWT的水池实验结果对AI模块进行训练，通过DDPG算法网络对KDP进行加权，并根据Hywind平台6自由度运动的训练反馈来改变KDP值。报告所介绍的SADA算法可以为FOWTs的直接设计提供新的解决思路。Hu教授是英国纽卡斯尔大学教授、杂志《Ocean Engineering》的副主编、国际船舶结构大会(ISSC)第6版海洋空间利用委员会委员、国际船舶与近海结构物碰撞与搁浅会议(ICCGS)委员会委员、英国皇家造船师学会(RINA)委员。Hu教授的研究主要集中浮式风电机组的动力响应分析、海洋水动力学、海盆模型试验、船舶与海洋结构物的碰撞与搁浅、船舶与冰山的相互作用分析等方面。
.jpg)
德国慕尼黑工业大学的Chi Zhang博士应邀做了题为“An Efficient fully Lagrangian Solver for Modeling Wave Interaction with Oscillating Wave Energy Converter”的主题报告。报告介绍了一种高效、精确的拉格朗日数值求解方法及其在模拟波浪与振荡波能转换器(OWSC)之间的相互作用中的应用。数值实验表明，与实验结果相比，该算法能准确地预测波浪高度、襟翼旋转以及襟翼上的波浪载荷。通过与商用软件ANSYS FLUENT以及其他SPH求解器相比，新的求解器展示出更优的计算性能，并且能够模拟极端波浪条件。Zhang博士是德国慕尼黑工业大学的博士后，研究方向是基于SPH方法的开源多物理、多分辨率库的开发及其在流体动力学、固体力学、流体-结构相互作用和心脏建模中的应用，所发表的文章涉及计算流体力学、SPH和生物力学等方面的内容。
每位嘉宾汇报结束后都有问题探讨环节，由万德成教授与刘成副教授主持交流，由于时间关系很多内容无法深入展开，但是短暂的讨论过程还是让所有参会人员都对汇报内容及该领域的问题有了新的理解和思考，可以说是对学术分享的再次升华。同时不能到ZOOM会议室而是在bilibili网站观看直播的观众也在直播间的讨论区留下了问题，由负责研讨会技术支持的同学进行统计并提问。很多学者也表示会在研讨会之后继续更深入的交流，这也是研讨会的意义之一，为大家搭建交流讨论的平台，打破闭门造车的局限，开拓视野，分享心得。
在本次会议闭幕阶段，万德成教授对每位学术分享的专家学者，及全体线上观看本次CMHL研讨会汇报的师生表示感谢。他强调CMHL研讨会将一如既往为大家提供一起学术交流和自由讨论的平台，也将为CMHL研究中心的未来发展注入新的活力。CMHL专题研讨会今后会更加聚焦船海水动力学最新计算方法、CFD和CAE软件开发与高效应用等方面，同时会坚持问题导向、新颖独特、开发自由、轻松愉快交流等特点，不拘于形式与内容，在全方位、多层次、宽领域开展研讨，让更多的专家学者、青年学者、研究人员和软件开发人员共同参与其中，分享研究成果与经验，在交流借鉴学习中，促进船舶与海洋工程计算水动力学研究水平的提升，这是每一位科研工作者的殷切期盼，同时也是不可推卸的责任与使命。最后，万德成教授预祝全体参会人员新年快乐，祝大家在新的一年开拓进取，再创佳绩！