李海超：挺进舰船减振降噪的“无人区”

苏志王超

潜艇越安静，被敌方发现的概率就越低。民用船舶如果振动噪声大，不仅人不舒服，还可能威胁到水中生物的安全。国际海事组织对船舶振动噪声有严格的限值要求，超过了会被重罚。

.李海超与师弟交流学术问题潜艇越安静，被敌人发现的概率越低。如果民用船的震动和噪音很大，不仅会让人不舒服，还会威胁到水生生物的安全。国际海事组织对船舶的振动和噪音有严格的要求，超过要求就会受到严厉的处罚。李与弟弟交流学术问题。

参与“蓝鲸1号”海洋平台振动噪声实船测试参与“蓝鲸一号”海上平台振动噪声实船测试。

给课题组师弟们讲解振动噪声试验评估系统给课题组的小兄弟们讲解振动噪声测试评估体系。

“日前，我国在南海神狐海域首次试开采天然气水合物已连续产气，‘可燃冰试开采成功，我国设计建造的海上钻井平台蓝鲸一号功不可没’。哈尔滨工程大学的李异常兴奋，蓝鲸一号上的振动噪声预测与控制技术就是他的团队研发的。阻尼“蓝鲸”的振动

高端海洋装备“蓝鲸1号”在资源钻探等高精度作业中使用时，如果振动较大，将直接影响平台上精密仪器的使用。就像一个人用手抓东西，手一直抖很难抓到。李团队的工作就是通过减振降噪技术，减少“蓝鲸”的“手”抖动，从而保证平台在复杂的水环境下对石油、可燃冰等资源的准确勘探和采集。

这并不容易。“蓝鲸1号”的设计适合全球深海作业，工作水深超过3000米，钻井深度超过15000米。是目前世界上工作水深和钻井深度最深的半潜式钻井平台。平台总长100多米，高度接近30层。这个海上“巨无霸”包含船体、发动机、电气设备、钻井包等部件，此外还有数以千计的各类机械设备。振动和噪声激励源分布较广，振动和噪声较大。

2015年，李跟随导师庞福珍等教授，与其他同学一起留在烟台从事科研工作。团队开展了大量工作，如仿真建模、标杆分析等。经过仿真计算、结构优化设计、减振、测量数据校准等过程，蓝鲸一号平台终于拥有了一个安静祥和的正常工作环境。有多安静？举个例子说明:客厅噪音控制在50分贝左右，只相当于晚上家人穿拖鞋经过的声音。勇闯“无人区”

2020年，美国突然禁止国内一些大学使用MATLAB软件，包括哈尔滨工程大学。MATLAB是一套科学研究中常用的虚拟仿真软件。当时，正在用它写论文的李遇到了很大的麻烦。一时间，他找不到替代软件，即将完成的论文被搁置。

这不禁让他联想到了在船舶振动噪声预报方法以及试验评估系统研发领域，他也早已体会到了被“卡脖子”的痛苦。

这不禁提醒他，在船舶振动噪声预报方法和试验评估体系的研发领域，早已体会到“卡脖子”的痛苦。

船舶振动和噪声的预测、分析和控制大多基于通用软件。市场上这些成熟的软件大多来自欧美等发达国家。目前我国主要购买这些国家的专利产品，导致我们无法获得系统的源代码。一旦被禁止，我们可能无法工作。同时，欧美等国家的很多先进技术还在这个领域对我们进行封锁。我国在船舶振动噪声的定量设计和控制方面与国际先进水平存在差距，没有具有自主知识产权的船舶振动噪声试验和评估系统。可以说，我们迫切需要突破高端船舶和海工装备，尤其是国防装备发展的关键技术。

李海超感觉到了国之重任与自己这个普通学生之间的联系。在导师庞福振教授指导下，李海超开始探索研发船舶结构振动噪声评估方法以及试验评估系统，从此走进了科研的“无人区”。

李感受到了国家的重任和他这个普通学生之间的联系。在庞福珍教授的指导下，李开始探索研究开发船舶结构振动噪声评估方法和试验评估体系，从此进入了科研的“无人区”。

走在科研的“无人区”，无疑是痛苦的。没有成熟的经验可以借鉴，如如何开展船舶结构振动噪声评估方法的探索性研究，如何在软件开发、系统集成、软硬件匹配等关键技术上进行创新和突破等。，而遇到的很多问题甚至一时找不到症结所在。有时候李甚至怀疑自己选择的这条路是不是死路一条。

李没有放弃。他带领团队突破了激励载荷分析、模型简化、边界条件模拟等多项关键技术。，并首次真正建立了我们自己的振动和噪声预测方法。该方法比以往的预测方法更快、更准确、更通用。李在开发船舶振动噪声测试评估系统时也精益求精。“我记得新开发的计算程序和国内成熟的软件在数据处理上的峰值误差在1 dB左右，这是工程上可以接受的误差范围，但是我们感觉这1 dB的差别应该也是不存在的。”李对说道。

他们对算法进行了一轮又一轮的优化，反复修改、调试、测试，最终，他们研制的船舶振动噪声试验评估系统与国际先进测试系统的峰值误差降到了0.3 dB。这一误差说明我们自主研发的试验系统基本具备了与国际先进水平竞争的能力，将为我国船舶振动噪声的设计和控制提供准确的数据支持。目前，该系统已完成可靠性、安全性、维修性、测试性、保障性和环境适应性六项测试。条件成熟时，将安装各种船舶设备。不“安静”的实验室

在“蓝鲸”号攻关期间，李和他的团队建立了一个非常详细的平台结构振动和噪声分析模型。仅几何模型就占用了不少于1G的存储空，导致后续计算困难。普通计算机很难计算模型，但手头没有超级计算机，因此必须删除不必要的结构以简化模型。

到计算分析时，模型计算崩溃、重心等关键信息与设计不符、局部结构异常变形、总振动结果与实际情况明显不符等一系列问题相继出现。“我感觉我在一个月的时间里经历了过去三年几乎所有的建模难点。”李对说道。

很多问题来源于他们当时对海洋平台结构的粗浅认识。起初，李只是用结构和设备的尺度来衡量其对整个平台的振动和噪音的影响。但作为超大型海上复杂结构，很多设备和结构虽然看起来庞大，但对平台整体的振动和噪声影响不大。因此，为了了解海洋平台各种结构的作用和重要性，李和团队成员阅读了1000多份设计图纸，多次咨询了研究所振动与噪声组的主管和技术骨干，删除了多余的结构。

在开发具有自主知识产权的船舶振动噪声评估系统时，李只知道界面布局、数据处理和算法实现，对硬件系统和软硬件结合一无所知。他带着两个弟弟去沈阳、无锡、上海等地调研学习。在学习期间，他们接触到了一位专业工程师，和李利用下班后的业余时间向他请教。他们三个住在工程师家里，白天自己写程序代码，晚上找工程师咨询。

这35天的出差让他们明确了各系统之间的运行关系，初步掌握了船舶振动噪声测试评估系统的研制要点，为历时一年半的研发奠定了基础。

做船舶振动和噪声的科研，真的不“安静”。机房的噪音能达到70分贝，李经常一呆就是十天甚至一两个月。在攻关最紧张的时候，大家早上6点就去研究所，一直工作到晚上10点多。研究所关了灯，关了门，不允许再呆了。

课题组的一个弟弟是吉林人，没见过海。烟台在搞“蓝鲸”的时候，正好大家工作的研究所离海不远。从六楼望出去，你可以清楚地看到远处深蓝色的大海。弟弟当时问李:“等我们的项目完成了，你能带我们去海边散散步吗？”李毫不犹豫地说了句，这当然没问题。不幸的是，当我弟弟要回学校时，这个项目还没有完成。晚上大家加班到9点。临行前，他只匆匆吃了一顿饭，李就派送他去赶当晚的渡船。四代传承，接力奋斗

中国从一开始的“不防对海”，到今天拥有航母、055大驱、各型水面水下舰艇的强大海防，离不开一代代军工人的努力和奉献。

李海超所就读的哈尔滨工程大学前身是创建于1953年的中国人民解放军军事工程学院，也就是人们常说的“哈军工”，而今，它已成为国家“三海一核”——船舶工业、海军装备、海洋开发、核能应用领域重要的人才培养和科学研究基地。2017年，该校船舶与海洋工程学科更在国际学科评估中获评“世界上该领域最有实力的学科之一”。

进行水下航行器结构振动噪声模型试验李就读的哈尔滨工程大学前身是中国人民解放军军事工程学院，成立于1953年。现在，这里已经成为船舶工业、海军装备、海洋开发、核能应用等领域的重要人才培养和科研基地。2017年，该校船舶与海洋工程学科在国际学科评估中被评为“全球该领域最具实力的学科之一”。进行了水下航行器结构振动噪声模型试验。

带着自研的振动噪声试验评估系统参与2019年上海海事展以自主研发的振动噪声测试评估系统参加2019上海海事展。

进行“蓝鲸2号”海洋平台振动噪声实船测试开展“蓝鲸2”海洋平台振动噪声实船测试。

学校对船舶振动噪声方向的研究也经历了一个从无到有，由轻到重的过程。李已经是的第四代科研人员。最开始是手绘设计图和前人经验估计震动噪音，现在各种立体设计让人眼花缭乱。船舶振动噪声也在一系列实船上进行了测试，实现了全船循环过程的定量评价。

李导师庞福珍教授作为第三代科研人员，在船舶结构振动与噪声领域取得了丰硕成果，获得国家技术发明二等奖、国防科技进步一等奖、军队科技进步一等奖等10余项奖励。当他第一次来这里跟他的导师李学习的时候，曾经很沮丧。他对船舶振动和噪声的研究方向一无所知。参加课题组的学术会议就像听天书一样。他甚至在入学不到一个月的时候就想过退学。不知所措的他被庞福珍教授建议去参观校史馆。他原以为只是导师的一次普通安排，但这次参观让他深受感动。“以祖国需要为第一需要，以国防为第一使命”是一代又一代军工人的价值追求。“服务国家战略和国防需求”是哈工大的宗旨，传承“哈工大精神”是每个学员的神圣使命。看着学校历史博物馆里的一幅张珍贵画卷，他深受感动。这不正是一代代军工人为中国海洋强国梦奋斗的真实写照吗？我们的前辈在新中国一穷二白的背景下取得了如此显著的成就。我们这一代人有什么理由不去争取！

在硕士即将毕业的时候，李的科研工作已经步入正轨，多家知名航运公司都向李抛出了橄榄枝。当面临抉择时，庞福臻教授的话再次打动了李。

“你的研究已经取得了一些进展。如果能持续下去，可能会让我们苦心研究的船舶减振降噪更进一步，建立自己的船舶结构振动噪声预测方法。”你想工作还是继续你的研究？李海果断选择了后者。他决心继续追随前辈，瞄准船舶减振降噪这一国家重大战略需求，开展船舶振动噪声预测与评估的基础和应用研究。

“未来的路还很长，还有很多事情要做。设计阶段的基础研究已经完成，建造期、试航期、修理期等舰船不同阶段的研究需要逐一完成。”李对说道。

编辑:马