密西根安娜堡大学海洋工程与流体力学科研项目

密西根安娜堡大学海洋工程与流体力学科研项目

项目背景 Program Background

海洋工程的研究是个系统工程，涉及到方方面面的知识和技术，是运用多种工程技术例如机械工程、流体力学、土木工程、数学、物理等多学科的综合研究项目，本项目研究的重点包括随机海浪、潮汐、海流、泥沙等基础理论和港口海岸工程建设中与近岸海洋环境动力因素相关的关键技术等。主要工作包括随机海浪统计特征分析、近岸波浪破碎机理研究、海平面变化、工程项目水文设计参数推算方法、工程结构水动力数值模拟和物理模型研究、工程项目实施中的环境影响及海域使用可行性研究、动力环境因素与港口海岸工程建筑物的相互作用、悬移质和推移质在紊流中的运动机理、泥沙在往复流作用下的输移规律等研究内容。利用环境动力和一定工程措施，达到海岸空间的动态平衡，从而保护工程结构物及其周边环境。

项目/研究介绍 Research Interests

本项目的研究主要涉及理论和应用流体力学，非线性表面和内部波力学，波湍流理论，流-体相互作用，螺旋桨和仿生箔推进等。研究主题包括：  
1.理论、计算和实验研究，以了解波湍流的基本物理原理；
2.非线性海洋和海浪现象的预测和认识 ;
3.船舶和近海结构在波场中的响应 ；
3.螺旋桨和襟翼的计算和优化方法的开发 ；
4.内部波/潮汐在地球物理尺度上的传播。

研究课题组简介 Laboratory Intro

 The Flow Physics and Engineering Laboratory
隶属于是密歇根大学海军建筑与海洋工程系。课题组研究重点是通过理论和计算方法发展对海洋环境中流动物理学的基本认识。利用对物理理解和预测能力来促进海洋预测，船舶自治，海军建筑和近海建设中的工程应用。

课题大纲 Outline

研究内部潮汐的产生和传播（潮汐时的内部重力波频率）在旋转且不均匀的海洋背景中，且平均流量在空间上变化， 浮力和地形。对于垂直界域中的交互作用，内部潮汐域可以使用一组模态基础函数进行扩展，这些函数可以捕获其垂直轮廓，并且 模态振幅在水平空间和时间中变化。 我们首先推导模态振幅的演化方程，包括项 描述与均值字段的交互。这提供了内部潮汐域的降阶模型 因为它的大部分能量都包含在低模波中。这些方程式使用 直接模拟中大西洋绕大西洋的两个区域水流的原始方程 和帕劳岛。 内部潮汐域的重要互动在大陆架和岛架断裂处物理存在平均场，而海湾流。通过考虑以下因素来量化这些地区的内部潮汐域的模式能源预算： 对流平流，与平均场的能量交换和地形模态的影响 转换。 我们还考虑了内部潮汐域与大规模正压电流的相互作用，为此 每个垂直模式的演变可以解耦。在这种情况下，导出的模态 演化方程简化为模态波作用的守恆，而WKB方法是 建立来分析相互作用。我们得出了调製的解析解 传播到共线电流中的模态IT的波数和能量。这些解决方案对水银的传播和消散具有深远的影响。 

 项目说明与收获 

面向对象：欲申请美国常青藤名校海洋工程、机械工程、土木工程、环境工程等相关专业的本科生、研究生，以及勇于挑战的高中生。
软性背景：有一定的科研履历者优先； 
科研导师：密西根安娜堡大学海洋建筑与工程学院助理教授
科研形式：远程线上科研，导师授课+研究实战结合，完成课题选题、搜集资料、数据分析、研究实践及报告撰写；
科研周期：
远程科研：学生与导师约定开始时间，线上交流进行科研学习和探讨，每期时间4-12周，具体根据学生完成任务的进度确定完成时间。
申请截止：滚动报名，先到先得；

 项目收获 

◇深入学习该领域知识和研究方法，积累科研经历和经验
◇完成学术科研报告或者科研论文
◇优秀学员将获得导师推荐信，助力世界名校申请
◇学术成果有机会在专业国际学术期刊或EI/CPCI国际会议收录发表
◇积累学术领域人脉