一、项目背景
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，本项目隶属于密歇根安娜堡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。本项目的研究主要涉及理论和计算流体力学，非线性海浪力学，潮汐流，螺旋桨和生物启发的箔片推进方面及其在海洋工程和科学中的应用，
二、项目说明
面向对象：欲申请世界名校机械工程、流体力学、人工智能、海洋科学等相关专业大学生；
软性背景：机械、物理、数学、计算机技术、海洋科学等相关专业；
科研导师：密歇根安娜堡大学海洋工程助理教授
科研形式：实地科研或者远程线上科研，导师授课+练习实战结合，完成课题学习、选题、研究实战及报告撰写。
phase 1：课题基础知识学习，课程+文献阅读
phase 2：确定研究课题，讨论研究思路以及研究进展
phase 3：汇报答辩+报告撰写
科研周期：实地科研：寒暑假期间，前往密歇根安娜堡大学校内，每期时长为4周（针对假期不足4周的同学，可采取实地+远程相结合的方式）；
三、项目/研究课题简介
研究课题1：波浪湍流理论
研究课题2：螺旋桨流
研究课题3：内部潮汐传播
关键词：理论和应用流体动力学，非线性表面和内波力学，波浪湍流理论，流体相互作用，螺旋桨和仿生箔推进
我们研究了旋转和非均匀海洋背景中内部潮汐（潮汐频率的内部重力波）的产生和传播，其中平均流量、浮力和地形随空间变化。对于垂直有界域中的相互作用，可以使用一组捕获其垂直剖面的模态基函数来扩展内部潮汐 (IT) 场，其中模态振幅在水平空间和时间中变化。
我们还考虑了 IT 与大规模正压电流的相互作用，每个垂直模式的演变都可以解耦。在这种情况下，导出的模态演化方程被简化为模态波作用守恒，并建立了WKB方法来分析相互作用。我们推导出了传播到共线电流的模态 IT 的波数和能量调制的解析解。这些解决方案对信息技术在海洋中的传播和消散具有深远的影响。
四、课题大纲
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。
五、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；
◆ 有机会参加校内的讲座/专家研讨/学术活动等。
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