霍萍 倪宝玉 ZAKER 哈尔滨记者 王越
今年 4 月初,伴随着松花江某支流上一座长 10 米宽 10 米的方形“碾冰机”轰隆隆的风机声,其所行之处“冰花四溅”,不断击碎河面厚达 0.5 米的冰层,让一江春水恢复奔流。这个状如堡垒的“神器”是哈尔滨工程大学船舶工程学院极地工程与装备技术研究团队牵头研发的国内首个“冰区气垫破冰平台”,性能达到国际先进水平。
气垫破冰是一种新型的破冰方式,具有破冰效率高、经济性好等特点。学校联合国内技术优势单位,与气垫破冰方面技术实力较强的俄罗斯大学和研究院通力合作,成功申报国家重点研发计划战略性国际科技创新合作重点专项项目。项目历时 3 年,顺利完成了冰区气垫平台总体设计、冰池试验及样机研制和现场试验等项目关键环节,对探究新的破冰方式、提升破冰能力研究水平、掌握极地气垫运输平台的设计技术等具有重要意义,为后续研发“乘风破冰”的极地气垫破冰船奠定坚实的基础。
破冰平台面临着“冰、水、固、气”多介质的复杂工况,以往的研究对于冰 - 水 - 固 - 气多介质耦合难题一直没有较好的处理方法。在进行深入国际合作之前,学校极地工程与装备技术研究团队在气垫平台破冰基础理论方面前期积累雄厚,进行了大量理论推导和数值模拟研究。薛彦卓教授和倪宝玉教授等人创新采用联合边界元法和有限差分法,突破了气垫移动载荷诱导冰面响应的边界条件处理难题,开发了气垫平台在破冰航道及带裂缝冰面上运动的程序和算法,分析得到了气垫平台在冰 - 水 - 固 - 气多介质耦合下的冰面水弹性响应规律,相关研究成果发表于流体力学领域著名杂志《Physics of Fluids》、《Journal of Fluid Mechanics》等上,为气垫平台样机的研制提供了良好的理论基础。
寒地现场试验条件较差,学校科研团队 8 位教师和 10 位学生顶风冒雪、不畏严寒,为了抢回疫情影响耽误的时间,在冰封的江面上做试验一做就是一天,常常顾不上吃口热饭,饿了就蹲在冰面上啃几口馒头,有位老师在做试验中不顾安危差点掉进冰窟窿。“我们一定要发扬‘特别能吃苦、特别能战斗’的精神。”该项目让师生紧密团结在一起,按期顺利完成了繁重的科研任务。
编辑 李洪霜
值班主编
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