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注册由于北极海冰的覆盖面积和厚度持续缩减，极地航行和资源开发日益现实，巨大的经济利益和重要的发展意义促使国际市场对极地装备的需求越来越迫切。极地装备运行于冰水耦合环境中，冰-水-结构物的复杂耦合作用成为极地船舶和海洋工程结构物设计和运行的核心问题之一。作为一类特殊的流固耦合问题，冰-水-结构物耦合问题涉及多介质、多界面和多尺度，无论在理论分析还是数值模拟上都存在巨大挑战。近年来，在冰-水-结构物耦合作用方面的研究也成为了水动力学领域的一大热点问题。
On the development of ice-water-structure interaction(share this article: https://rdcu.be/b6mz4)论文由哈尔滨工程大学船舶工程学院倪宝玉教授、韩端锋教授等人撰写，该论文针对冰-水-结构物耦合作用这一热点问题，分别从理论解析（包含半解析-半数值）、数值模拟和实验研究等三个方面综述目前国内外在这一研究上的前沿进展。论文重点放在数值模拟的进展上，分别介绍了基于光滑粒子水动力学（SPH）、基于离散元-计算流体力学耦合法（DEM-CFD）、基于格子玻尔兹曼方法（LBM）、基于有限元法（FEM）和基于近场动力学（PD）等多种数值算法在冰-水-结构物耦合方面的研究和应用情况。论文重点综述了国内外在相关方法上研究比较活跃的团队的工作，并结合目前研究前沿预测了各种方法未来的发展趋势。论文旨在为相关研究提供一定的参考，尤其让初学者对于各种方法的优劣势有一定的了解。
论文也阐述了作者团队的部分研究工作进展，相关图片如下所示。
图1 冰面载荷不同移动速度下冰的变形情况
图2 不同冰况下船舶在碎冰中的航行
图3 船模在碎冰航道内航行
第一作者简介：
倪宝玉，哈尔滨工程大学船舶工程学院教授，博导，英国伦敦大学学院（UCL）博士后。现为工信部“极地装备技术”重点实验室副主任，中国科协“青年人才托举工程”获得者，中国博士后国际交流计划入选者，《Journal of Hydrodynamics》、《Shock & Vibration》、《Journal of Marine Science and Application》、《水动力学研究与进展》编委，英国皇家造船工程学会（RINA）会员等。主要研究方向包括冰-水-结构物耦合特性、冰区船舶力学特性、高速砰击水动力学和气泡动力学等。国家自然科学基金面上/青年项目、军科委基础加强计划课题、国家重点研发计划课题等10余项项目负责人；国家自然科学基金重点项目、欧盟地平线2020计划项目、英国劳氏基金会项目等10余项技术负责人。申请发明专利20余项，软件著作权6项。在国内外学术期刊上发表论文40余篇，著有专著2部，荣获中国海洋工程科学技术奖二等奖等。
通信作者简介：
韩端锋，哈尔滨工程大学船舶工程学院教授，博导。现为科技部中国-俄罗斯极地技术与装备“一带一路”联合实验室主任，国家重点研发计划海洋领域专家组成员，船舶与海洋工程专业教学指导委员会副主任，《哈尔滨工程大学学报》主任编委等。曾获全国优秀科技工作者、黑龙江省模范教师、黑龙江省教育系统先进工作者等称号。主要研究方向包括极地装备与技术、数字化造船技术、舰船操纵模拟仿真研究、载人潜水器关键技术等。主持国家自然科学基金重点项目、军科委基础加强计划、国家重点研发计划等项目50余项，成果应用于我国“雪龙2号”极地科考船、全球最新极地甲板运输船等多种船型。