海洋工程國家重點實驗室（以下簡稱“實驗室”）由原國家計委批準，依托上海交通大學(xué)建設(shè)。它于1992年建成運行，是我國首批批準建設(shè)的國家重點實驗室。

實驗室定位于應(yīng)用基礎(chǔ)研究、國防科研和民用科研并重，聚焦船舶工程、海洋工程、水下工程領(lǐng)域國家重大需求，形成多個方向，開展原始創(chuàng)新基礎(chǔ)研究，引領(lǐng)國際船海工程重大力學(xué)問題研究，組織推進深海無人潛水器、新型深海開發(fā)裝備、綠色高性能船舶等研發(fā)任務(wù)創(chuàng)新攻關(guān)，產(chǎn)出一批重大原始創(chuàng)新成果，打造一批船海領(lǐng)域“國之重器”，引領(lǐng)國際船海科技前沿發(fā)展，在海洋強國建設(shè)中發(fā)揮不可替代的作用。

海洋工程重大力學(xué)問題方向

海洋工程重大力學(xué)問題方向針對海洋工程在水動力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、工藝力學(xué)等領(lǐng)域存在的大量國際學(xué)術(shù)前沿力學(xué)難題，長期致力于船海領(lǐng)域非線性水波理論、水中航行體高速水動力學(xué)、流固耦合與振動噪聲、海洋結(jié)構(gòu)物非線性動力學(xué)等方面的關(guān)鍵力學(xué)問題與求解方法，為船舶與海洋結(jié)構(gòu)物的開發(fā)、設(shè)計和制造、深海勘探系統(tǒng)和資源開發(fā)提供基礎(chǔ)理論支撐。

在自然科學(xué)基金重點項目和國家“973”課題的支持下，實驗室突破了畸形波、非定常共振波浪等強非線性波浪機理、深海分層流與內(nèi)波等極端動力環(huán)境、波浪砰擊與上浪等強非線性響應(yīng)等基礎(chǔ)理論問題。其中，同倫分析方法獲2016年國家自然科學(xué)獎二等獎；國際上首次在理論上預(yù)言了深水定常共振波系的存在，并于2015年率先實現(xiàn)物理驗證；揭示了波波、波流相互作用的畸形波生成演化機理及其時空變化規(guī)律；攻克了高雷諾數(shù)流動模擬、剪切流和振蕩流下的渦激振動的研究方法，獲2017年海洋工程科學(xué)技術(shù)獎特等獎；發(fā)現(xiàn)渦激運動鎖定特征、流場結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵參數(shù)影響規(guī)律，為發(fā)展深吃水平臺奠定理論基礎(chǔ)。

海洋工程裝備與技術(shù)方向

海洋工程裝備與技術(shù)方向研究內(nèi)容包括新型深海開發(fā)裝備、深海平臺定位與立管系統(tǒng)、海底基礎(chǔ)與樁基、海洋工程先進試驗理論與方法等。

實驗室創(chuàng)建了國際一流的深海裝備性能模型試驗技術(shù)體系，突破畸形波、三維短峰波等極端海洋環(huán)境精準模擬技術(shù)，提出深水系泊系統(tǒng)截斷實驗設(shè)計的4層篩選法和預(yù)偏移設(shè)計理念，研制了氣浮支撐微阻尼渦激運動試驗裝置，突破了張力腿平臺低質(zhì)量比力學(xué)特性模擬難題；研制了平衡式砰擊載荷毫秒級測量傳感器、浪高儀密集陣列。試驗技術(shù)體系獲得上海市科技進步獎一等獎，發(fā)表《科學(xué)引文索引》（SCI）論文20余篇，授權(quán)發(fā)明專利8項。

體系全面支撐我國首座深水半潛式生產(chǎn)平臺“陵水17-2”、首艘深水起重鋪管船“海洋石油201”、首個DP浮托安裝“惠州25-8”工程、亞洲最大導(dǎo)管架“荔灣3-1”平臺安裝工程、第六代和第七代深水半潛式鉆井平臺等深水重大工程的成功實施，發(fā)揮了不可替代的作用。通過國際競標，承接完成英荷殼牌、埃克森美孚、雪佛龍等跨國能源企業(yè)的海洋開發(fā)海外工程應(yīng)用項目23項，成為世界深海裝備開發(fā)的首選試驗基地。

實驗室建立了我國首套海洋平臺安全保障系統(tǒng)，包括平臺監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸、陸上集控基地等功能，突破了實海域現(xiàn)場測量、信息融合處理、監(jiān)測結(jié)果深度應(yīng)用等多項關(guān)鍵技術(shù)，首次安裝于“海洋石油981”平臺，保障南海作業(yè)安全；突破海上厘米級精確定位、碰撞力監(jiān)測與反饋、海上遠距離實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)，為海上作業(yè)決策提供可靠依據(jù)，完成荔灣3-1、惠州25-8等南海7個油氣田開發(fā)，國際競標完成馬來西亞2座油田海上浮托安裝。

實驗室建立了飽和土中樁基動力響應(yīng)的解析解體系和高效算法模型，為飽和軟土地區(qū)樁基設(shè)計施工和環(huán)境振動控制提供理論方法。發(fā)表《科學(xué)引文索引》（SCI）論文65篇，獲教育部自然科學(xué)獎一等獎和國家科技進步獎二等獎等。

船舶設(shè)計理論與方法方向

實驗室以數(shù)字化、智能化設(shè)計為核心，長期致力于開展數(shù)字化設(shè)計與智能制造、特種工程船關(guān)鍵技術(shù)、艦船綜合性能與安全保障等相關(guān)研究。

實驗室開展大型絞吸式挖泥船研發(fā)與總體設(shè)計研究，引領(lǐng)了國際大型遠海疏浚裝備技術(shù)發(fā)展。團隊提出的絞吸式挖泥船惡劣環(huán)境下多體耦合動力分析技術(shù)，揭示了專業(yè)疏浚設(shè)備的動力載荷機理，突破了大型專業(yè)疏浚設(shè)備的設(shè)計理論瓶頸，使得作業(yè)海域從沿海拓展到遠海；攻克了總體布置、結(jié)構(gòu)設(shè)計、性能優(yōu)化等船型開發(fā)難題，提出了智能控制策略和動力裝置配置總體技術(shù)，開發(fā)了智能集成疏浚監(jiān)控技術(shù)與裝置，建成了綜合控制與信息化管理系統(tǒng)。團隊設(shè)計的56艘大型絞吸式挖泥船，占市場份額超70%。相關(guān)工作為南海永暑礁、永興島、美濟礁、渚碧礁等島礁建設(shè)工程作出不可替代的貢獻。其成果“大型絞吸挖泥船設(shè)計原理研究及船型開發(fā)實踐”獲2017年教育部科技進步獎一等獎。

實驗室開展船舶數(shù)字化智能設(shè)計系統(tǒng)研究，研究成果應(yīng)用于萬箱級超大型集裝箱船、1600客豪華客滾船等高技術(shù)船舶研發(fā)設(shè)計，推動船舶行業(yè)的技術(shù)進步。團隊開展船舶計算水動力學(xué)研究，形成了復(fù)雜流場、流固耦合、劇烈流動求解軟件體系，實現(xiàn)船型綜合性能優(yōu)化。

深海探測與作業(yè)技術(shù)方向

深海探測與作業(yè)技術(shù)方向研究內(nèi)容包括深海無人遙控潛水器、水下重載作業(yè)裝備、新概念水下運載器、深海探測與信息技術(shù)等。實驗室是國內(nèi)最早從事深海水下技術(shù)的研究機構(gòu)之一，曾主持研發(fā)國內(nèi)最早的載人潛水器“7103深潛救生艇”和最早的深海調(diào)查裝備“6000米深海拖曳觀察系統(tǒng)”，分獲國家科技進步獎一等獎和二等獎。

近20年來，實驗室面向深海資源勘查開發(fā)和環(huán)境調(diào)查等國家戰(zhàn)略需求，開發(fā)了體系完備的深海調(diào)查作業(yè)型無人遙控潛水器（ROV）系列?！昂｝垺币殉蔀槲覈詈撍鳌叭垺逼放浦弧！昂｝垻颉鲍@得2012年度國家科技進步獎二等獎和“中國高校十大科技進展”。

團隊完成的“海龍Ⅲ”6000米勘查取樣ROV系統(tǒng)，搭載重型取樣工具，具備深海小型鉆機、沉積物保壓取樣器等多種作業(yè)工具的搭載能力，具備海底精細巡線功能。

“海馬號”4500米遙控?zé)o人潛水器（ROV）攻克了大型遙控?zé)o人潛水器綜合控制系統(tǒng)，超高壓環(huán)境和高可靠密封等關(guān)鍵技術(shù)，首次成功研制重型被動式升沉補償器，填補國內(nèi)空白。它在我國南海首次發(fā)現(xiàn)了“海馬冷泉”，勘查獲得大量天然氣水合物，為我國實現(xiàn)世界首次連續(xù)穩(wěn)定的可燃冰開采作出重大貢獻。

實驗室自主研制世界首臺深海水下導(dǎo)向攻泥器，突破連續(xù)管鉆進、慣性導(dǎo)航定位和末端液控換向技術(shù)，國產(chǎn)化率大于90%，實現(xiàn)水深200米遙控作業(yè)、最大鉆進100米海底水平定向穿越，標志著我國沉船應(yīng)急打撈技術(shù)跨上新臺階，極大提高了我國船舶事故應(yīng)急處理能力。

深海資源開發(fā)前瞻性技術(shù)方向

深海資源開發(fā)前瞻性技術(shù)方向研究內(nèi)容包括深海礦產(chǎn)資源開發(fā)裝備、海上可再生能源裝備、海洋空間資源利用、深海生物與基因開發(fā)利用，實海域智能感知與作業(yè)技術(shù)等。

團隊開展前瞻性的深海礦產(chǎn)資源開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究，針對其中的基礎(chǔ)科學(xué)問題，如長距離輸?shù)V管道內(nèi)部的大顆粒、高密度固-液兩相流動、管道內(nèi)部流場和外部海洋環(huán)境耦合作用等，開展了深入的研究，為我國首次多金屬結(jié)核海上采礦試驗提供了重要支撐。

團隊結(jié)合我國創(chuàng)新提出的深遠海超大型浮式基地概念，解決了南海無島礁依托海域的開發(fā)和保障問題，使其具有海上浮動機場、船舶避臺靠泊和物資補給等綜合功能。針對南海近島礁海域的特殊海況和地形，團隊還提出了南海超大型浮式保障基地的復(fù)合非對稱系泊方案，開發(fā)形成了變水深和近島礁地形模擬、非均勻入射波浪模擬等整套水池模型試驗技術(shù)。

實驗室研究團隊一直活躍在國際深海微生物學(xué)研究前沿，采集了全球不同水域熱液、冷泉、大洋深海平原、極地等特殊生境樣本，建立了國際上唯一長周期運行的深海環(huán)境模擬與極端微生物分離培養(yǎng)平臺，分離出超嗜熱古菌100余株，包括迄今唯一一株超嗜熱/嗜壓古菌，打破已知活體生物耐受壓力的最高紀錄；獲得第一個低溫、高壓誘導(dǎo)深海病毒，得到了科學(xué)界廣泛的承認，此論文被列為基本科學(xué)指標數(shù)據(jù)庫（ESI）近10年來的高被引論文，被引頻次進入學(xué)科前1%（0.44%）。團隊提出了“微生物對多因子極端環(huán)境協(xié)同適應(yīng)”的假說，研究論文發(fā)表于《自然·微生物》（Nature?Microbial）（2016）、《美國科學(xué)院院報》（PNAS）（2018）等期刊，被《科學(xué)》（Science）等期刊引用及點評。

（責(zé)編：王芳）