长江学者:“数值水池”引领海洋科研进入仿真新世界

原标题 “数值水池”引领海洋科研进入仿真新世界

科技日报讯 （通讯员唐晓伟 记者李丽云）用计算机算出海上钻井平台可能遭受的风浪打击，进而设计出更牢固、抗风浪的海上平台；让新船型在计算机数字化海洋世界里做试验，进而验证、优化船型，提高船舶的水动力性能。

用计算机为船舶和海上结构物构筑一个突破池壁限制、功能强大的“数值水池”，这是“深海工程与高技术船舶协同创新中心”的主任首席科学家、哈尔滨工程大学长江学者特聘教授段文洋和他的团队未来要实现的目标。日前，“数值水池技术顶层研究”已被工信部批准立项。

物理水池投资大，建设周期长，功能不完备，一旦建成很难更改，不能满足船舶和海洋工程装备发展的高速度。以深海平台为例，如果露在海面上的平台海面投影为5000平方米的半潜式平台，其水下锚泊系统的海底分布将相当于北京五环以内的范围大小。而数值水池将计算机与流体力学软件配套，在同样精度前提下，比物理水池效率高、时间短、成本低、可远程操控，减少设计的不确定性、更容易实现设计优化。

数值水池的基本原理是用计算机模拟流体流动，求解流体运动方程，模拟海洋结构物的运动和受力，用软件实现甚至超越物理水池的功能，从而设计出更优化的船型和深海平台形式。该技术是船舶与海洋工程装备研发由物理水池试验向虚拟仿真试验转变的最重要支撑技术，是国际水动力学发展的最新方向，也是船舶与海洋工程装备设计方法的革命性转变，具有极其重要的理论和工程意义。

段文洋介绍，以深海工程中的立柱式平台试验为例，螺旋阻尼板是立柱式平台设计的核心。做一个测试螺旋阻尼板的相关试验，如果用传统物理水池，至少要半个月周期，经济成本至少以百万元计算；如果用数值水池，只需12个小时和640核的计算机用量，成本仅为1152元。