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    “海洋工程发展的国家战略需求和关键科学问题”双清论坛在青岛召开

    日期 2013-01-28   来源:数理科学部   作者:张攀峰 詹世革 张文明  【 】   【打印】   【关闭

    第1期
    (总第642期)

      国家自然科学基金委员会第87期双清论坛日前在山东青岛召开,本次论坛主题为“海洋工程发展的国家战略需求和关键科学问题”。论坛由基金委数理科学部、地球科学部、工程与材料科学部和政策局共同主办,青岛市人民政府和中国海洋大学承办。中国船舶科学研究中心吴有生院士、中国科学院力学研究所李家春院士和中国海洋石油总公司周守为院士共同担任本次论坛的大会主席。来自中国科学院、各高等院校、中国船舶科学研究中心、中国海洋石油总公司等23个单位的近50位海洋科学与工程领域的专家学者出席本次论坛。

      基金委副主任沈文庆院士出席会议并致辞。沈文庆副主任强调,海洋工程是事关国家海洋经济发展和海洋安全的重要战略领域。希望本次双清论坛,借助学术研讨的平台,广纳专家智慧,准确把握海洋工程领域的国家目标和战略需求,深入分析国际海洋工程发展的新特点和新趋势,紧紧抓住影响我国海洋工程未来发展的重大科学和关键技术问题,引导我国海洋工程科研工作提升创新起点、实现创新跨越,努力发挥基础研究对海洋经济发展的支撑、引领、助推和驱动作用。

      数理科学部汲培文常务副主任介绍了本次双清论坛的背景、目的和程序、要求。他基于国际国内形势的变化,强调了发展海洋事业的重要性和迫切性,指出此次双清论坛旨在通过专家们科学民主的研讨,对海洋工程发展的现状和趋势进行深入分析,深刻了解我国未来5-10年海洋工程领域的发展需求和战略规划,明确海洋工程未来的重点研究方向,凝练关键科学问题,为科学基金的优先资助方向提供意见和建议。

      本次论坛通过3个大会报告、13个专题报告及交流讨论,围绕“海洋结构与装备中的科学问题”、“海洋水动力学研究现状与展望”、“海洋物理与环境”这三个中心议题开展了深入的交流、切磋和思想碰撞,择要概括如下:

      一、海洋结构与装备中的科学问题

      吴有生院士、周守为院士、中国船舶科学研究中心崔维成研究员、上海交通大学连琏教授、中国石油大学(北京)段梦兰教授、中国海洋大学李华军教授针对此中心议题做了代表性报告。与会专家围绕这些代表性报告展开了认真的交流和深入的研讨,认为:当前海洋结构与装备的快速发展带来许多新的基础科学问题,主要有:海洋工程结构在极端荷载条件下的非线性动力学响应与强度理论;深水细长管件系统破坏理论及失效准则、流固耦合下结构响应与疲劳损伤、稳定性与后屈曲理论;海洋工程结构与基础动力相互作用的机理、土壤弱化规律、土壤吸附力计算理论;以新型材料应用为基础的船舶与海洋工程结构物轻量化设计理论与方法、船舶与海洋工程结构物耐撞性设计理论与方法;海洋可再生能源装备的力学问题;海洋工程结构与装备的健康监/检测方法及可靠性理论等。同时,与会专家提议增设“深海能源开发中的关键科学问题”这一专门的领域,来解决抑制我国深海能源开发的关键科学问题。

      二、海洋水动力学研究现状与展望

      西南石油大学刘清友教授、哈尔滨工程大学段文洋教授、大连理工大学滕斌教授、中国科学院力学研究所周济福研究员、上海交通大学刘桦教授、中国海洋石油总公司李清平总工针对此中心议题做了代表性报告。这些报告涉及的主要内容有:(1)严峻海洋环境与复杂海洋结构物的相互作用,包括深水或超深水条件下浮式结构物及其张力系统的运动学和动力学行为;非线性波浪对结构物的作用;波浪与深海平台及其水下系统的耦合动力学行为;细长柔性构件的涡激振动;严峻海况下结构物附近局部海域三维、瞬态、非线性、非平稳海浪特性及其与大尺度海域海浪的关系;瞬变恶劣海浪三维全非线性传播、翻卷、破碎的描述及其与六自由度浮体的耦合作用特性(载荷和运动)和模拟方法,尤其是带有甲板上浪、内部晃荡波、外部海浪与海流的耦合作用;参混气泡的气液两相流破碎波的砰击问题等。(2)极端海洋环境下高耸结构物的稳定性,包括海上风机高耸支撑结构与油气平台在结构特征、环境条件、载荷特征等方面的区别;中等Kc数时中等尺度结构物水动力载荷的描述方法;波流作用下高耸结构物基础海床冲刷液化、桩基非均匀沉降;气动力与水动力同等重要时“地基-支撑结构-风机”这一整体系统与“风、浪、流、冰”环境条件之间的耦合作用等。(3)高速运动物体的空化与出入水过程,包括自然空化流动中的群泡动力学行为及云空泡溃灭机理;通气超空泡流的形态特征、动力特性、流动结构与减阻机理;航行体出入水的复杂流动与载荷特性、控制航行体出入水姿态的新原理和新方法;空化和出入水过程复杂流动的先进测量技术;空化和大变形自由表面的建模理论和高性能计算方法等。(4)深水水合物藏开发方法与基础理论,包括水合物藏固态采掘相态控制机理;气-水-冰-沉积水合物多相非平衡分解建模;气液固混合物水下输送管道中的多相非平衡流动特性等。

      三、海洋物理与环境

      李家春院士、清华大学余锡平教授、中国海洋大学吴立新教授、西北工业大学孙超教授针对此中心议题做了代表性报告。与会专家围绕这些代表性报告展开了认真的交流和深入的研讨,认为:当前海洋工程的发展正从近海走向远海、从浅水走向深水、从水面走向水下。相应地,海洋工程装备从固定式、顺从式、浮动式结构,发展到深水工程和水下生产系统。在这样的发展进程中,新的问题不断被提出。本次论坛所涉及的海洋物理与环境的研讨内容主要有:热带气旋演化的规律、台风或飓风路径异常、强度突变和气旋变性的力学机制;极端海浪、畸形波生成与演化的物理机制;海洋温跃层演化动力学,内波(尤其是我国南海内波)产生、传播、演化的机理和模拟方法,内波诱导的流场特征;风暴潮和海啸灾害的预报、预警方法,成灾过程与减灾措施,风暴潮引起的泥沙输移;中/亚尺度涡生产机制、演变规律及消亡归宿;不同频段声波的远程传播途径和机制,海洋声学在海洋观测、海洋信息传输、海洋工程结构监测与检测中的应用,人类活动对海洋环境噪声场的影响等。

      经充分研讨,与会专家一致认为,为了促进我国海洋工程的跨越式发展,未来应着重研究的关键科学问题如下:(1)极端荷载条件下复杂海洋工程结构的动力学响应与强度理论;(2)深水细长管件系统强非线性力学特性研究;(3)海洋工程结构与基础动力相互作用的机理及规律;(4)船舶与海洋工程结构物轻量化、耐撞性设计理论与方法;(5)海洋可再生能源装备的力学问题;(6)海洋工程结构与装备的健康监/检测方法及可靠性理论;(7)波流与浮式结构物的相互作用;(8)结构响应与流动控制;(9)高速运动物体的空化与出入水;(10)海洋动力过程与物质输送;(11)极端海洋环境事件发生和演化的规律及描述方法;(12)内波与海洋混合;(13)海洋环境要素与海洋声场的相互作用。




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