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        [编者按] 继2011年上半年推出“身边的感动”系列报道受到广泛好评后，从2011年10月起，我们推出了新栏目“学者笔谈”。本栏目将陆续推出一批我校有影响的学者，重点展示他们在人才培养、科学研究、服务社会和文化传承与创新等方面的观点和见解、思路和做法及理论和实践，旨在弘扬科学精神，激荡人文情怀，回归学术本位，浓郁学术气象，全面提升交大学术的影响力和传播力。

　　■ 祖国的需求始终是最深切的召唤。一个学者，必须把自己的研究与国家的战略需要联系起来，想到国家的需要，就不会迷失方向。有了大舞台，才能有大眼界，做大事业。

　　■ 21世纪是海洋的世纪。对海洋的开发、利用贯穿整个人类历史进程，开发利用海洋的能力和水平决定了各国在未来全球政治经济格局、军事战略和国际关系中的地位。

　　■ 一个合格的科研人员，仅仅关注学科领域的重点、热点还不够，还应具备选择目标，尤其是选择潜在的有意义目标的能力，寻找和发现关键技术和解决难点的能力，以及对目标不漂移的恒心和攻克目标的坚定意志。只有具备这种思想理念的人，才能主动承担世界前沿的重大课题研究，创造出世界领先的技术。

　　■ 好奇心、难题和挑战带来的吸引力、取得突破后可能产生的深远影响，是科学研究的真正动力。这种动力能使人痴迷、执著、甘愿放弃常人享受的乐趣，充满激情地持续奋斗。

　　■ 到达科研目的地的“捷径”就是持之以恒的努力。

　　欲假舟楫济沧海

　　从古罗马帝国开始，人类就开始关注海洋这片蔚蓝色的水域。历史证明，一个国家的发展进步与这个国家对海洋的重视程度以及航海事业的发展是密不可分的。随着人类对海洋开发能力的逐步提升，海洋强国逐步成为世界强国的同义词。

　　海洋占地球表面积的71%。而随着20世纪以来人类开发工作的逐步深入，海洋已日益成为推动人类发展的聚宝盆。陆上油气田已历经数十年开发，不少大型油田已逐步枯竭。而海洋蕴藏了全球超过70%的油气资源。人类对于石油——这种“工业血液”、“黑色黄金”的渴求已逐步转向海洋。海洋石油、LNG（液化天然气）、可燃冰（天然气水合物）、海洋可再生能源，这些取之不尽的能源，已经成为全球能源的重要接替者。各种权威机构的数据显示，海洋石油资源将是未来原油产量增长的重要来源，全球50%以上的油气产量和储量将来自海洋。

　　21世纪是海洋的世纪。几年来，世界诸强对海洋的开发、争夺和控制的特点已逐步显现，重头戏就是向深海进军。这一轮看不见的“深海暗战”貌似风平浪静，实则暗流汹涌，将对未来全球政治经济格局、军事战略和国际关系产生深刻的影响。而对于正在阔步前行的中国而言，开发利用海洋具有格外重要的战略意义。

　　1978年，怀着开发利用海洋的蓝色梦想，我考入中国船舶工业人才的摇篮——上海交通大学船舶与海洋工程专业，本科毕业后又先后师从我国船舶行业的著名专家——盛振邦教授与王国强教授，先后获得硕士与博士学位，并留校任教至今。弹指一挥间，我已在船舶与海洋工程流体力学领域学习工作了三十余年，为我国船舶与海洋工程领域的发展贡献了一个科技工作者的青春与汗水。

　　祖国的需要——科研的源动力和催化剂

　　我国有着悠久的征服海洋的历史，但现代意义上的船舶与海洋工程，无论是设计建造还是科研领域的发展起步都较晚，长期处于追赶者的位置。而随着我国国民经济的迅猛发展，对能源、空间等资源的渴求愈发强烈，对海洋权益的保护也日益为人们所关注。作为开发海洋的直接工具，各种类型的船舶与海洋工程装备的需求十分迫切，对船舶与海洋工程产业的技术进步与产业升级也提出了更高的要求。

　　祖国的需求始终是最深切的召唤。一个做应用学科的学者，必须把自己的研究与国家的战略需要联系起来。相对于发达国家，我国的海洋工程教育和科研事业起步较晚。1978年，改革开放伊始，交大造船系为追赶世界海洋科学技术和工程建设的最新成就，率先决定将专业范围拓展为船舶与海洋工程专业。之后的岁月里，交大船舶与海洋工程学科伴随着中国船舶与海洋工程的发展而发展，不断应对挑战，寻找机遇，调整学科方向，引领学术前沿。

　　从90年代末开始，我和我的团队开始逐步深入海洋工程领域的研究，对FPSO系统水动力性能进行了深入系统的理论研究与试验研究。FPSO（浮式生产储油轮）作为一个船形的大型海上油气处理及储运系统，担负着海上油田原油的生产、处理、储存和外输的全部职能，是我国海洋油气生产的主要装备。要提高FPSO的生产能力，最为直接高效的方法就是加大其储油能力和作业能力，也就是加大其外形尺寸。而FPSO的主要应用海域之一——渤海油田区域的水深最浅只有十几米。若要使用数十万吨的FPSO在如此浅水中作业，船底和海底的间距只有两米左右。这一间隙比起数百米长的巨轮而言是微不足道的，但是在暴风和巨浪光临时，FPSO一旦发生较大的运动就会面临触底、破损的危险。

　　我们课题组通过研究分析了世界上大量的FPSO，通过理论研究、数模分析和水池模型试验，充分掌握了FPSO这种超大型浮体在浅水中的运动特性，在国际上首次提出了大型浮式生产储油系统（FPSO）“浅水效应”概念。应用这一全新方法与思路，我们可以对FPSO的船型和操作方式针对浅水水域进行优化改进，从而在大幅增加吃水深度、提高FPSO装载能力和运行效率的同时，有效地控制其在风浪中的运动和载荷，使其拥有在浅水中安全作业的能力。这一成果为浅水FPSO及其他浅水大型工程船舶主尺度优化带来革命性的变化。“浅水效应”的设计理论成功应用于我国渤海亿吨级BZ25-1油田，取得了重大经济效益和社会效益，油田开发项目组给予高度评价：“这一结果比常规概念设计提高储油量约3万吨，其效益是显著的。”该成果在FPSO领域的应用获得了2005年度国家科技进步二等奖。

　　目前海洋工程国家重点实验室已成为国内唯一、国际上少数拥有完备、系统的FPSO优化和分析测试能力的知名研究机构，并已主持完成十多项国外委托FPSO系统工程研究项目，应用于世界各个油气开发热点海域。

　　深海技术——海洋工程皇冠上最蓝的“宝石”

　　深海领域是当今世界强国的“兵家必争之地”。海洋蕴藏了全球超过70%的油气资源，近十年来，人们新发现的探明储量在1亿吨以上的海洋油气田中一半以上位于深海。神秘的深海，为中国发展提供了巨大的诱惑和机遇。以中国南海为例，她拥有约占中国油气总资源量的三分之一的石油和天然气资源，其中70%的资源都蕴藏于150多万平方公里的深水区域。走向深海，是中国实施海洋发展战略的必由之路。

　　如今，深海技术领域是各个世界海洋强国的“国之重器”，是海洋工程皇冠上最蓝的“宝石”。深水油气资源勘探开发，复杂性高、投入大、风险大，是一个国家尖端科研实力的集中体现和集成，难度非同一般。我国南海风浪大、台风多，是全世界海况最恶劣的海域之一，这给设计和建造海上设施带来极大的困难。海洋平台在深海，要遭受到大风、波浪、海流等恶劣海洋环境的作用，其力学问题相当复杂，尽管船舶流体力学发展已有数百年历史，但至今仍有一些科学问题还是世界难题，激励着广大科技工作者为之不断探索、奋力攻关。

　　在“海洋石油981”——3000米水深半潜式钻井平台诞生之前，由于缺乏深水勘探开发的大型装备和技术手段，我国的深水油气田自主开发能力仅限于500米以内。多年来只能花费巨资租借国外的设备，或采用联合开发。2006年，国家为大力推动南海海洋油气开发，启动研发建造深水油气的开发主力装备——深水半潜式钻井平台。由中国海洋石油总公司牵头，联合上海交通大学、中船708研究所等精兵强将成立攻关小组，通力合作，共同研发我国第一座能够在3000米水深下作业的半潜式钻井平台。自此，我们课题组与中海油等部门紧密合作，针对深水半潜式钻井平台的总体性能、船型优化、定位能力、防台系泊、海上实测等关键技术开展了系统深入地研究。2012年，产学研联合攻关的成果——我国首座三千米作业水深半潜式钻井平台“海洋石油981”横空出世。该平台作为南海开发的旗舰，一举打破国外对深海平台的技术垄断，为我国深海油气开采工程奠定了坚实的技术和理论基础，直接有力地支持了南海的自主开发。

　　这些年，我深深体会到，献身于祖国急需的科学技术的研究，可能会失掉常人所能享受到的不少乐趣，但也会得到常人享受不到的很多乐趣。在攻克一个个技术难关、解决一个个产业技术难题的过程中，有时冥思苦想，几周睡不好觉，但一旦想出解决的方法，使问题迎刃而解，这种愉快和享受是难以形容的。看到自己研究的成果被广泛采用，为祖国做出贡献，这种成就感就是最大的酬报。

　　超越的背后——持之以恒的追求

　　“敢上九天揽月，敢下五洋捉鳖”是中国人的梦想。面对浩瀚的海洋，在深海中探宝寻宝，必须有海洋般波澜壮阔的视野、勇气、信心和胸怀。

　　我一直认为，从事工程技术的科研工作人员，一定要具有超越的追求和开阔的眼界，不能一味地跟踪国外的研究，不能满足于只从事一些简单的仿制研究。在选择科研课题时，一定要树立超越别人的勇气和信心，仅仅关注学科领域的重点、热点还不够，还应具备选择目标，尤其是选择“潜在的有意义目标”的能力，寻找和发现关键技术和解决难点的能力，以及对目标不漂移的恒心和攻克目标的坚定意志。只有具备这种思想理念的人，才能主动承担世界前沿的重大课题研究，创造出世界领先的技术。

　　为适应我国海洋油气资源开发向深海发展的需要，国家批准研究建设我国第一座海洋深水试验池。这一重大研究设施主要应用在大型油气田开发方案评估、确定与工程实施，各种海洋开发装备的方案选型、优化、建造和作业，新概念海洋工程结构物性能确定，发现工程方案未知力学问题或强非线性现象，弥补计算不足等方面。作为世界首个模拟能力达4000米水深，具备风浪流等复杂海洋环境模拟能力的海洋深水试验池，其规模、综合测试能力世界领先，研发难度也达到了世界级。该研究设施的研发建设为国内首次，在国外成功经验也极少，面临诸多关键技术难题需要攻关和解决，其中不乏深水造流技术与系统方案设计、深水消波技术、大面积无级调节水深等世界性难题。

　　2003年起，我担任该建设项目的主要技术负责人，和团队成员一起开展了调研、规划、协调、申请、论证、筹建等各项工作。课题组知难而上，攻克了十余项各种技术难题和关键技术，获直接应用的发明专利20余项。2008年海洋深水试验池顺利建成并投入使用。其规模、功能和装备水平可与世界上最先进的试验水池相媲美。目前水池正承担诸多国家级重大科研项目和国际合作项目，是我国发展深海工程技术不可或缺，并为世界所瞩目的大型核心科研设施，为我国已经或正在启动的、为南海开发所研制的一大批大型开发装备的研发、设计、优化、建造与应用提供了必不可少的支撑。

　　在研发硬件设备的同时，我们注重理论、方法等软件能力的建设，以形成深水海洋工程试验技术体系。如在深水平台系泊系统截断模拟研究方面，我们提出了水平截断因子概念，创建了深水系泊系统多变量、多目标截断优化设计方法和软件，研制成功截断系泊系统参数模拟和力学测试装置，开发形成集等效设计、模拟和测试于一体的深水系泊系统截断试验技术，实现了有限尺度水池中的深水系泊系统准确模拟。

　　作为海洋工程领域的科研“国家队”，通过不断探索先进的实验方法和理论、开发国际前沿的实验技术、研制高性能的仪器设备、提高试验研究水平，成功构建了我国拥有自主知识产权的深水海洋工程试验测试体系，已列入海洋石油工程设计指南。实验室整体综合能力已达到国际先进水平，部分技术和能力达到国际领先水平。

　　近年来，我们在若干领域已全面参与了国际市场的竞争，我们团队积极参与国际海洋工程研究项目的招标，到国际技术市场上与各个国际顶级研究机构一决高下。最初到国际市场上去竞标，国外的各大石油公司和工程公司对我们的能力和水平并不了解，存在着种种疑虑甚至轻视，经过多次的技术交流和不懈努力，终于拿到国外公司的一些研究型项目，我们认真对待研究工作的每一个细节，努力做到最好，最终受到国外公司的认可和好评，打入了国际市场，与国外顶尖的研究机构共同竞标工程项目。近年来，共成功完成国际竞标获得的海洋工程研究项目三十余项，成功打入国际海洋工程市场，为多个国内外重大工程项目提供技术支持和服务，包括美国墨西哥湾Hadrian油田、巴西沿海PRA-1油田、西非喀麦隆海域乍得油田等开发工程，取得显著经济效益和社会效益，并使我们的研究技术始终处于国际前沿水平。

　　目前在国际海洋工程界，海洋工程国家重点实验室已成为一个知名研究机构，海洋深水试验池成为世界排名前两位的国际一流水池，为壳牌、康菲、爱克森和雪佛龙等著名跨国石油公司提供多次技术服务，树立了良好的国际声誉，得到了国外同行的高度评价，称：“实验室具有世界一流水平的设施和试验技术，技术人员具有丰富的专业知识和高度的敬业精神。”

　　海洋强国，需要更多优秀创新人才

　　近年来，走向大洋、走向深海已经显示出长远的战略意义，各国对于海洋这一蓝色国土的争夺日趋激烈。“强国必先储才”，要实现核心技术创新能力的国际竞争，人才培养是关键。世界海洋工程的竞争早已全球化、公开化，其归根结底的竞争就是人才的竞争。如何培养适应船舶与海洋工程领域的优秀创新人才？这是我多年来一直在思考的问题。

　　首先，要培养创新精神就必须从培养创新勇气开始。一个善于创新的人必须具备勇于探索，敢于攻克世界前沿理论和方法的精神。培养学生时，我很重要的一点就是在明确他们的研究选题时注重选择国际研究前沿的重大问题，通过树立明确的前沿性目标，并时刻给予学生关键性的指导和共同分析，培养学生面对世界级难题时勇于挑战、永不言败的精神和勇气。

　　同时，学生的选题注重对接国家重大战略需求的实际重大研究项目。研究生的研究内容主要来源于科研、生产一线的重大需求，通过与产业需求的密切合作，一方面他们可以接触到宝贵的第一手资料，学习从生产实际中提炼出科学问题，开展世界前沿水平的研究，另一方面研究结果可在工程实践中得到应用，并迅速得到检验和优化，有利于获取重要研究成果和发表高水平论文，并最终使得培养的人才能够迅速融入产业科研的体系中。实验室博士生赵文华参与国家重大专项课题“FLNG/FLPG总体性能、定位系统关键技术及模型试验研究”，克服了海洋工程界在FLNG研究中的多项技术难题，以第一作者在国内外重要学术期刊上发表论文14篇，包括7篇SCI论文，同时申报了4项国家发明专利。

　　对于学生的培养，我着重加强他们的实践能力、创新能力、团队精神和组织协调能力。在指导学生开展科学研究中，学生遇到问题时，我经常鼓励学生独立思考、独立解决，让学生充分打开想象空间，同时尊重他们的想法和意见，鼓励学生不迷信权威，相信自己的探索和创新的能力。而在科研中要求学生协同工作，组成合适的团队和研究小组，共同攻关具有一定难度的技术问题。我相信学生们只要在高水平科研中充分锻炼自己，不断提高实践动手能力和协同创新能力，将来一定能成为拥有国际视野、富有创新能力、具备协同组织能力的国家急需的行业领军人才、研究学者和技术骨干。

　　学者小传

　　杨建民，澳门太阳网城官网院长，海洋工程国家重点实验室主任，教授，博士生导师. 1988年于上海交通大学获工学博士学位，国务院船舶与海洋工程学位评议组成员、国际船模试验池会议（ITTC）顾问委员会委员、船舶力学学术委员会副主任、中海油上海交大深水工程技术研究中心主任。

　　长期从事船舶与海洋工程流体力学领域的教学和科研工作，在强非线性波浪、甲板上浪、涡激运动等水动力学前沿领域方面开展研究；探索新概念海洋平台，提出我国首个拥有自主知识产权的深海平台概念——CT-Spar平台；国际上首次发现并提出大型FPSO“浅水效应”概念，在渤海大型油田得到应用并取得重大效益；完成我国首座深水半潜式钻井平台系统的水动力性能、定位技术等研究，为我国南海深水大型开发装备研制做出重要贡献；在深海工程试验研究上完成大量开创性工作，形成了与国外同步的试验技术体系。

　　主持承担国家自然科学基金重点项目、863计划重大项目课题、国家重大专项课题和国际合作等60多项国内外重大研究项目及工程应用项目，发表论文150多篇。获全国海洋科技先进工作者（国家海洋局，科学技术部，2006年），上海市优秀学科带头人（2007年），上海市领军人才（2010年）。