長江學者：“數值水池”引領海洋科研進入仿真新世界

　　用計算機算出海上鉆井平臺可能遭受的風浪打擊，進而設計出更牢固、抗風浪的海上平臺;讓新船型在計算機數字化海洋世界里做試驗，進而驗證、優化船型，提高船舶的水動力性能。

　　用計算機為船舶和海上結構物構筑一個突破池壁限制、功能強大的“數值水池”，這是“深海工程與高技術船舶協同創新中心”的主任首席科學家、哈爾濱工程大學長江學者特聘教授段文洋和他的團隊未來要實現的目標。日前，“數值水池技術頂層研究”已被工信部批準立項。

　　物理水池投資大，建設周期長，功能不完備，一旦建成很難更改，不能滿足船舶和海洋工程裝備發展的高速度。以深海平臺為例，如果露在海面上的平臺海面投影為5000平方米的半潛式平臺，其水下錨泊系統的海底分布將相當于北京五環以內的范圍大小。而數值水池將計算機與流體力學軟件配套，在同樣精度前提下，比物理水池效率高、時間短、成本低、可遠程操控，減少設計的不確定性、更容易實現設計優化。

　　數值水池的基本原理是用計算機模擬流體流動，求解流體運動方程，模擬海洋結構物的運動和受力，用軟件實現甚至超越物理水池的功能，從而設計出更優化的船型和深海平臺形式。該技術是船舶與海洋工程裝備研發由物理水池試驗向虛擬仿真試驗轉變的最重要支撐技術，是國際水動力學發展的最新方向，也是船舶與海洋工程裝備設計方法的革命性轉變，具有極其重要的理論和工程意義。

　　段文洋介紹，以深海工程中的立柱式平臺試驗為例，螺旋阻尼板是立柱式平臺設計的核心。做一個測試螺旋阻尼板的相關試驗，如果用傳統物理水池，至少要半個月周期，經濟成本至少以百萬元計算;如果用數值水池，只需12個小時和640核的計算機用量，成本僅為1152元。