“變幻莫測(cè)的氣泡，卻能撼動(dòng)深海。”哈爾濱工程大學(xué)教授、團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人張阿漫向記者介紹，氣泡動(dòng)力學(xué)研究不僅是揭示水下高速?zèng)_擊動(dòng)力學(xué)機(jī)理的關(guān)鍵，更是深海資源勘探的核心難題。二十年前，張阿漫錨定了這一研究方向，在氣泡動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域開始了漫長而專注的探索。為了攻克這一世界性難題，他將全部精力投入到氣泡新理論的構(gòu)建中。
2020年冬天的一個(gè)偶然機(jī)會(huì)，持續(xù)攻關(guān)的張阿漫突發(fā)靈感，他從基本的數(shù)學(xué)物理原理出發(fā)，原創(chuàng)性地構(gòu)建了波動(dòng)方程移動(dòng)奇點(diǎn)基本解，最終建立了涵蓋可壓縮脈動(dòng)、遷移和相變等多物理因素的氣泡動(dòng)力學(xué)方程，統(tǒng)一了瑞利-普勒塞特、凱勒等經(jīng)典氣泡理論，且具有更簡潔的數(shù)學(xué)表達(dá)和明確的物理意義，這項(xiàng)突破性成果不僅可揭示不同環(huán)境下氣泡運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，更實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣泡動(dòng)力學(xué)行為的精確預(yù)測(cè)。
在此基礎(chǔ)上，張阿漫帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)建立了水下瞬態(tài)氣液固全耦合動(dòng)力學(xué)理論模型與方法，主持開發(fā)了流固耦合FSLAB基礎(chǔ)工業(yè)軟件，構(gòu)建了新型低頻高壓氣槍大尺度氣泡試驗(yàn)設(shè)施和系列試驗(yàn)平臺(tái)。針對(duì)我國深?？碧降膰覒?zhàn)略關(guān)鍵難題，團(tuán)隊(duì)成功自主研制了深海勘探新型低頻高壓氣槍陣列。“高壓氣槍是深?？碧讲豢苫蛉钡年P(guān)鍵裝備，大容量的新型低頻高壓氣槍震源在國際上處于起步階段。”張阿漫表示，得益于原創(chuàng)的氣泡動(dòng)力學(xué)方程，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的新型氣槍可實(shí)現(xiàn)2-3Hz的超低頻性能，勘探深度可突破10公里，較傳統(tǒng)裝備提升一倍，在氣泡理論和反演技術(shù)等關(guān)鍵指標(biāo)上更實(shí)現(xiàn)了國際領(lǐng)先，該裝備國產(chǎn)化率達(dá)到100%。
面向大洋存在、兩極拓展國家戰(zhàn)略，張阿漫團(tuán)隊(duì)已著手規(guī)劃下一步研究。“我們將在前期研究基礎(chǔ)上，聚焦深海高壓極端環(huán)境下的氣泡動(dòng)力學(xué)研究，探索氣泡能量傳遞的物理極限。”張阿漫透露，團(tuán)隊(duì)正在研究構(gòu)建深海氣泡增強(qiáng)和抑制新方法，形成氣泡高效能量傳遞與防護(hù)新技術(shù)，為深海勘探提供保障。信息來源：哈爾濱日?qǐng)?bào) 記者： 王越。
