[百廿交大 院系风采]船舶海洋与建筑工程学院

[编者按]上海交通大学以建设世界一流大学和一流学科为己任,高度重视学院发展,第十次党代会和学校综合改革方案都提出,要积极推进“院为实体”管理体制。在上海交通大学即将迎来120周年校庆之际,学校推出“百廿交大 院系风采”专栏,以“全媒体院系日”的形式,在交大主页、新闻网、交大报、交大官方微信、官方微博、智慧之窗电子屏等宣传载体全媒体、全方位展示各院系的办学特色、标志性成果、近年来成就和未来发展规划,打造“学院名片”,助推“院为实体”改革进程,在全校营造浓郁喜庆的校庆氛围,激励交大人凝心聚力,共创一流。

  高新船舶与深海开发装备协同创新中心于2012年8月组建运行,2014年10月通过国家教育部认定。中心对接海洋强国重大战略需求、引领船海科技前沿,汇聚船海领域主要行业产业单位、高校及科研院所的优势力量,致力于打造我国海洋开发科技创新与人才培养的高地与特区。      

高新船舶与深海开发装备协同创新中心外景

  中心聚焦深海资源探测、开发、运输、维权四大环节,围绕高新船舶、深海装备、水下系统三大领域,成立了九个研发团队,汇聚国内外船舶与海洋工程领域的顶尖人才,形成了一支规模达256人的高水平科研队伍,目前正在开展数字化设计与智能制造、浮式液化天然气生产系统、超大型浮式保障基地关键技术、极深海无人遥控潜水器等重大创新研发任务。      

上海交大团队为荔湾3-1保驾护航

  支持我国海洋油气资源的开发,为我国首个深水气田荔湾3-1工程的开发方案与装备施工、首座3000米水深半潜式钻井平台“海洋石油981”等重大装备的设计建造,以及我国海上油气主力装备——浮式生产储卸油系统的应用等提供了关键技术支撑,为我国海洋油气自主开发和产业创新做出了重要贡献。      

海洋石油981

  以上海交大为核心研发设计单位之一的“海洋石油981”深水半潜式钻井平台获得国家科技进步特等奖,填补了我国在深水钻井特大型装备项目上的空白,标志着我国深水油气资源的勘探开发能力和大型海洋装备建造水平跨入了世界先进行列。      

深海平台安保系统

  由船建学院海洋工程国家重点实验室自主研发的“平台安全保障监测系统”融合了大数据、高精度实时监测、卫星通信、人工智能、三维仿真等多种技术,也在日夜为“海洋石油981”等海上油气平台保驾护航。      

  在特种疏浚设备设计与制造领域取得重大技术突破,打破了国外技术垄断,使我国彻底摆脱了该行业整船进口的局面,实现了大型绞吸式挖泥船的自主设计和建造。      

天鲸号在南海作业

  近年来船建学院研究团队共设计大型绞吸式挖泥船48艘,己建成并投入使用的有44艘,年挖泥能力达7.18亿立方米,年产值约114.82亿人民币,在围海造地、港口建设和航道疏浚领域产生了巨大的社会和经济效益。其中,亚洲最大的自航绞吸挖泥船“天鲸”号、亚洲最大的非自航绞吸挖泥船“天麒”号等为中国远海造岛工程做出了重要贡献。      

深水海洋工程装备试验技术

  深水海洋工程装备试验技术是自主开展深海海洋开发和重大装备创新的基础研发工具。上海交通大学在深水海域复杂动力环境综合再现、深水海洋平台系统精确模拟、强非线性水动力响应精准测量等方面实现系列创新,使我国自主海洋工程试验能力从500米跨越到4000米水深,技术指标水平居世界前列。近年来应用于中国南海、墨西哥湾、欧洲北海、巴西外海、西非沿海等的数十座国内外大型海洋平台的研发中,技术水平得到国际海洋工程界高度评价。特别是为我国南海系列重大深水装备研制及多个大型油气田开发作出了突出贡献。成果获上海市科技进步一等奖。      

  船建学院水下工程研究所研制的无人遥控潜水器系列产品,广泛应用于大洋科考、海洋石油勘探、水库水坝检测等领域。6000m深海拖曳式观察系统在“太平洋夏威夷海域矿区”考察中下水作业共200小时,为我国获得7.5万平方公里国际海底多金属结核矿区的永久开采权做出了贡献。      

3500米深海取样ROV“海龙”号

  海龙号3500米深海观测取样型无人遥控潜水器2012年度荣获得国家科技进步奖二等奖,是国内潜深最大的ROV系统,在深海ROV装备研制与应用领域具有开创性意义。      

  波浪共振是一类非常有趣的物理现象,在波浪和海洋工程领域具有重要的理论意义。1962年麻省理工学院的一位教授发现共振波的各个波幅呈周期性变化,从而其波浪谱(波能分布)一般都随时间发生周期性的变化。半个世纪以来,国际流体力学界一直希望能找到波浪谱(波能分布)不随时间变化的“稳态共振波系”,但都没有成功。      

a)实验结果                              b)理论预测

  船建学院研究小组原创性地提出了一种求解强非线性问题解析近似解的方法,即“同伦分析方法”,首次从理论上获得无限和有效水深中的稳态共振波系,率先从理论上证明了“稳态共振波”的存在,并首次用实验证实了稳态共振波系的存在。      

相关著作

  迄今相关的论文和专著已被SCI他人引用4962次,单篇论文最高SCI检索他引518次;有6篇论文发表在流体力学国际著名杂志 J. Fluid Mechanics上,有2篇论文分别获2009年、2010年“中国百篇最具影响国际学术论文”。“同伦分析方法”的提出,为求解力学和海洋工程中的强非线性问题开辟了全新的途径,提供了有效的新工具。该成果获得了上海市自然科学奖一等奖。      

  高层建筑、桥梁、高铁等工程建设施工时,业界广泛采用桩基作基础,如果土壤中水分含量较高,会形成松软的饱和土,再加上地震波、交通荷载等相互作用,土中的桩基很容易松动。上海是典型的饱和土地区,饱和土中的水对城市建设和规划带来了不小的挑战。动荷载作用下饱和土中桩的传力机制涉及多场耦合,是国际上公认的难题。      

建筑物桩基

高铁轨道桩基

  船建学院研究团队经过十五年的研究,建立了饱和土中桩基动力响应的解析解体系和高效算法模型,为饱和软土地区桩基设计施工和地铁高铁的环境振动控制提供理论方法。      

  研究成果为上海光源工程桩基设计中的微振分析与控制提供了理论和技术支持,并在上海虹桥综合交通枢纽、上海国金中心等重大项目的桩基设计施工中得到成功应用,节资总额超过1亿元,并被上海市《地基基础设计规范》所采纳,同时也开始应用于探讨海洋桩基的受力性能和稳定安全问题。      

  建筑遗产是中国宝贵的历史文化资源。船建学院相关研究团队完成了两百多项建筑遗产的调查、测绘、保护勘察与修缮设计工作,包括历史文化风貌区域的保护规划、名人故居、宗教经典建筑、古塔、古墓等单体的保护设计、复原研究,以及传统建筑空间的再生设计等。      

修复后的崇思楼北立面

四川省都江堰市青城山天师洞黄帝祠汶川地震后抢修性修复工程的设计模型

  对全国重点文物保护单位“明徐光启墓”的复原研究与设计,以及对世界文化遗产——四川省都江堰市青城山天师洞黄帝祠的汶川地震后抢修性修复工程设计模型已经圆满完成。另外,对徐汇中学早期历史建筑“崇思楼”的修复研究与设计获评“2011年度全国十大文物维修工程”。      

  与此同时,船建学院建筑历史、建筑设计、城市规划、工程管理、建筑物理、结构检测、结构加固、工程测量、建筑材料等学科的骨干教师,联合意大利、德国、希腊、日本等国家以及国内在该领域的知名教授学者,成立了上海交通大学建筑文化遗产保护国际研究中心,致力于建筑遗产的保护修缮。      

  船建学院党委被评为“全国先进基层党组织”,洪嘉振教授被评为上海市教卫党委系统“创先争优师德标兵”称号。

  2006年至今,船建学院相关研究成果获得数项国家级、省部级奖项。如“海洋石油981深水半潜式钻井平台”获得国家科技进步特等奖,“3500米深海观测和取样型ROV系统”获国家科技进步二等奖,“饱和土与桩基动力相互作用分析的基本理论与算法”获教育部自然科学一等奖,“深水海洋工程装备试验关键技术能力建设”获上海市科技进步一等奖,“求解强非线性力学问题的同伦分析方法”获得上海市自然科学奖一等奖等。      

3500米深海取样ROV“海龙”号

天鲸号全貌

海洋石油981

  近十年来,船建学院陆续建设海洋深水试验池、多功能船模拖曳水池、空泡水筒、水下工程水池、水动力学教育部重点实验室、国家级力学实验教学示范中心等试验研究群,2013年海洋研究院成立,2014年高新船舶与深海开发装备协同创新中心通过国家认定,2015年中国海洋装备工程科技发展战略研究院落户交大,相对集中、规模宏大、设施先进、技术领先的研究基地初步形成。      

船舶与海洋工程学科连续三次在教育部学位与研究生教育发展中心组织的全国一级学科评估中排名第一

  同时,学院还涌现了一批教学名师,多位教师获得国家级、上海市级教学名师称号。其中,洪嘉振教授获评首届“国家级教学名师”;杨槱院士被评为“上海市教育功臣”;刘西拉教授荣获“上海市教书育人楷模”荣誉称号。      

船建学子蝉联9届全国大学生结构设计大赛一等奖

  近年来,船建学院落实国际化战略,积极发展与世界一流大学和科研机构的合作关系:与英国纽卡斯尔大学开展“本科生2+2”联合培养计划,启动实施与法国巴黎高科签署研究生双学位联合培养计划,与英国伯明翰大学土木工程学院签署本科生与研究生双学位联合培养计划。与美国MIT、美国Texas A&M、挪威NTNU、法国巴黎高科、日本横滨国立大学、新加坡南洋理工大学等重点伙伴一直保持紧密的合作关系。      

木兰船建大楼全景

船建学院全景航拍

浮雕墙:“远航”

海洋工程国家重点实验室外景

海洋深水试验池

雕塑:“起航”

雕塑:“雄鹰”

雕塑:“螺旋桨”

船锚

  抓住国家资源开发和国防建设需求、海洋强国、造船强国、大飞机工程、“一带一路”以及上海城市快速发展的战略性机遇,结合高新船舶与深海开发装备协同创新中心建设,依托中国海洋装备工程科技发展战略研究院,使船舶与海洋工程和力学学科成为国内领先、国际知名的重点学科,使土木工程、建筑学、交通运输工程成为国内有较大影响的学科,从而把船舶海洋与建筑工程学院建成国内外有较高学术声誉和影响力的学院,在国家科技创新和国民经济建设中发挥重要作用。      

  船舶海洋与建筑工程学院主页:http://naoce.sjtu.edu.cn/