江苏科大极地冰区船舶与海洋工程水动力学基础理论研究取得系列重要进展

极地船海装备研发有了重要理论支撑

发布时间:2019-05-15 浏览次数:291 出处:中国船舶报  作者:吴秀霞 叶仁传 单位:船舶与海洋工程学院

本报讯 近日,在国家自然科学基金和英国劳氏教育基金的支持下,江苏科技大学吴国雄教授带领研究小组围绕极地冰区船舶与海洋工程水动力学基础理论,取得多项重要研究进展,并在流体力学领域国际知名期刊发表系列研究成果。

据介绍,研究小组研究得出了极地冰缘区断裂冰层带脉动源扰动流场显示积分解,并首次开发了断裂冰层带流场数值分析方法,相关成果在流体力学国际著名期刊《Physics of Fluids》发表,并以“Editor's picks”进行了媒体推介。研究小组成员李志富告诉记者,该项研究发现,与开场水域中波物作用问题不同,断裂冰层带覆盖流场中的结构物,其所受水动力载荷随频率震荡变化,在波浪入射场中更容易发生大幅共振运动。研究首次揭示了弯曲重力波布拉格共振对断裂冰层带海洋结构物水动力特性的影响规律。

据吴国雄介绍,研究小组还受邀于英国剑桥大学牛顿数学科学研究所,围绕主题“Mathematics of sea ice phenomena”作了极地冰区水动力学研究进展专题报告。此次报告以其学术成果为基础,重点介绍了江苏科大在北极航道开发方面所做的工作。该项研究通过对扰动自由表面波和冰层内弯曲重力波各波浪成分的远方渐进特性分析,发现当冰区航道尺度较大时,在浮体与两侧冰层耦合作用过程中,可以只近似考虑非衰减成分波的影响。在此基础上,研究小组开发了大尺度冰区航道内浮体水动力的快速近似计算方法。通过该项研究,显式地揭示了冰区航道内船舶水动力随波浪场和冰区航道尺度的变化规律及作用机理。

吴国雄表示,经过多年学术积累,研究小组围绕极地冰区船舶与海洋工程水动力学基础理论,取得了系列重要研究成果,在国际流体力学顶级期刊《Journal of Fluid Mechanics》(JFM)发表1篇、著名期刊《Physics of Fluids》发表4篇系列高水平学术成果。这表明江苏科大在冰区船舶与海洋工程水动力学基础理论研究方面已获得国际学术界认可,相关研究对我国极地船舶与海洋工程装备的研发设计具有十分重要的理论指导意义。

据悉,2018年,流体力学领域国际顶级期刊《Journal of Fluid Mechanics》首次刊登了江苏科大作为第一署名单位的学术成果。该项研究从势流理论出发,首次系统地推导了断裂海冰覆盖流场中脉动格林函数的显式积分表达式,颠覆了以往学者们普遍认为在极地非连续冰区脉动源扰动流场不存在显示积分解的观点。研究得到的显示积分解,非常适合于极地冰区海洋结构物水动力数值分析程序的开发。此外,研究中还首次得到了非连续冰区流场多极函数,并给出了规则柱体的标准解析式。

(吴秀霞 叶仁传)

中国船舶报 2019年5月15日 3版