破解海浪奧秘為船舶安全“加碼”

　　在哈爾濱工程大學見到趙彬彬時，他正在船模水池實驗室指導學生進行船舶耐波性實驗。實驗室內巨大的水池中，船模正在波浪中航行，這是船舶海上航行的典型縮影。實際海浪蘊藏著巨大的能量，是船舶與海洋裝備結構受損與變形破壞的主要因素。在惡劣風浪環境下，對海浪的波面起伏和海面下的速度場進行準確預報，讓船舶在風浪等外力作用下仍能保持一定航速安全航行，是趙彬彬研究的方向和內容。

　　為船舶安全性“加碼”

　　2018年7月5日，兩艘載有一百多人的遊船在普吉島附近海域突遇特大暴風雨，船隻發生傾覆並沉沒。2015年12月30日，中海油田服務股份有限公司一個深水鑽井平臺在北海遭到風浪襲擊，事故發生時，比海平面高16米至17米的巨浪打到平臺上，居住區域被損壞，造成一人死亡，兩人受傷。

　　類似的海上事故很多，事故發生的主要原因，就是當時的海況太惡劣，海浪會産生災害性的影響。趙彬彬所做的工作，就是在惡劣風浪環境下，對海浪的波面起伏和海面下的速度場的準確預報。

　　近十年來，趙彬彬所在的課題組自主研發了海浪流場數字化軟體和船舶耐波性計算軟體。船舶耐波性是指船舶在風浪等外力作用下，産生搖蕩運動以及砰擊、上浪、失速等現象時仍能保持一定航速安全航行的性能。這兩款軟體的“誕生”，滿足了船舶和海洋工程裝備優化設計中對海浪環境輸入的需要，可以開展船舶與海洋工程裝備水動力數值模擬智慧系統研製，滿足深水、綠色、安全海洋裝備智慧化設計的需求，從而提高中國海洋裝備工業的市場競爭力，增加經濟效益，促進實現海洋裝備智慧製造。

　　摒棄浮華耐住寂寞

　　1984年出生的趙彬彬，2010年在哈爾濱工程大學博士畢業後留校工作，2011年和2013年先後在英國南安普頓大學和美國加州大學伯克利分校做訪問學者。

　　學者每日的生活，是簡單的兩點一線。趙彬彬的日常生活，除了吃飯睡覺。幾乎所有時間都用在了教學和科研上。針對船舶與海洋工程研究的國際熱點，趙彬彬與團隊負責人“長江學者”特聘教授段文洋教授系統發展了層析波浪理論，將我國的極端海洋環境研究推進到國際前沿，趙彬彬作為項目負責人獲得國家自然科學基金面上項目2項，研究南海內波特性、深海畸形波特性、深海不規則海浪特性，為船舶和海洋平臺的水動力性能計算提供科學的海洋環境。他作為主要技術骨幹參與的國家自然科學基金委重大項目“大型深海結構水動力學理論與流固耦合分析方法”，是國家自然科學基金委在船舶與海洋工程領域設立的第一個重大項目。和段文洋教授完成了著作《層析水波理論一GN波浪模型》，由清華大學出版社出版，是國際上關於GN波浪模型的第一本書。

　　2012年，趙彬彬獲得哈爾濱市科技創新人才研究專項資金項目資助。2016年，他入選中國科協首屆“青年人才托舉工程”。在趙彬彬眼中，黑龍江省對科技人才的扶持和支持力度很大，設有黑龍江省政府博士後資助經費、黑龍江省留學回國人員擇優資助經費、黑龍江省自然科學基金項目等多個項目，為科技人才進行研究提供了強大後盾。

　　數值水池研究的主力軍和先鋒隊

　　自2014年起，由哈爾濱工程大學等機構共同組建了中國數值水池創新“國家隊”，並集聚國際船海優勢資源，研發中國數值水池虛擬試驗系統，目前進展順利，已經完成了船舶耐波性、海洋環境流場等多個虛擬試驗系統，預計2019年全部完成。

　　趙彬彬説，數值水池是海洋裝備水動力學數值模擬智慧系統的簡稱，利用先進的水動力學理論模型和精細數值演算法，系統化編制的高效計算軟體，結合先進的計算機和互聯網條件，在不同的海洋環境中，進行船舶與海洋結構物流體動力響應過程的虛擬實驗，經驗證後，滿足船舶與海洋工程領域研究、設計及工程應用的要求。

　　相比于物理水池試驗而言，採用數值方法進行虛擬試驗的數值水池成本低、響應快，能實現智慧化最優設計以及模擬實尺度船舶和真實海洋。

　　在數值水池項目中，趙彬彬和團隊一起研發了船舶波浪增阻高效計算産品。船舶能效設計是高技術船舶的熱點和挑戰，船舶波浪增阻是船舶能效設計的核心技術，趙彬彬和團隊開發的産品計算精度得到了法國BV船級社的認證，並在2017年12月底的上海國際海事展上發佈，目前在造船界已用於新船型的優化設計。

　　“希望我的科研成果能全部應用到造船實踐中，讓船隻面對大自然的無常可以更加安全地航行，製造出綠色環保、節能減排、安全適居的新型現代船舶。”這是趙彬彬的心願。（記者 譚湘竹）