“港口、海岸及近海工程”碩士點介紹

碩士點介紹：

港口、海岸及近海工程

(Port, Coastal and Offshore Engineering)

專業(yè)代碼：081505

（1）港航結(jié)構(gòu)與地基處理理論與技術(shù)研究

（2）港航建筑物與水流相互作用的理論及應(yīng)用

（3）港航工程中的水流泥沙運動基本理論

一、基本情況

港口海岸及近海工程是我校最早的專業(yè)學(xué)科。始建于1959年，1987年開始招收研究生，1993年取得了碩士學(xué)位授權(quán)，2005年取得了博士學(xué)位授權(quán)，該學(xué)科專業(yè)一直作為交通行業(yè)的三個主干專業(yè)。2001年6月被確定為湖南省重點專業(yè)。目前港口航道與海岸工程為國家特色專業(yè)。港口海岸及近海工程學(xué)科有14名教授、15名副教授，在職教師中80%以上擁有博士學(xué)位。師資隊伍的年齡結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)日趨合理，已初步形成了一支結(jié)構(gòu)比較合理的學(xué)術(shù)梯隊。學(xué)術(shù)風氣日盛，學(xué)術(shù)水平不斷提高，科研、教學(xué)條件已得到了進一步改善。

二、研究方向

研究方向1：港航結(jié)構(gòu)與地基處理理論與技術(shù)研究

隨著航運業(yè)發(fā)展，船舶大型化對港口、航道要求進一步提高，近年來適應(yīng)大型船舶的深水航道建設(shè)條件、通航建筑物和碼頭建筑物的結(jié)構(gòu)型式、錨地設(shè)施等方面的研究倍受關(guān)注。因此，碼頭新型結(jié)構(gòu)型式及其受力特性、港航結(jié)構(gòu)與周圍介質(zhì)相互作用機理、海岸工程結(jié)構(gòu)新型式的研究具有重要意義和實際應(yīng)用價值。主要研究內(nèi)容：碼頭上部結(jié)構(gòu)型式及其受力特性研究；港口航道工程結(jié)構(gòu)與周圍介質(zhì)相互作用機理研究；海岸工程新型結(jié)構(gòu)形式研究。

研究方向2：港航建筑物與水流相互作用的理論及應(yīng)用

我省洞庭湖及湘、資、沅、澧四水水運發(fā)達，隨著近年來我省水利、交通等行業(yè)的迅速發(fā)展，河流、水庫、湖泊及水利水電樞紐工程、水運工程在規(guī)劃、設(shè)計和運行中的泥沙及生態(tài)環(huán)境問題日益突出。由于過去研究河道水動力、泥沙運動、水生態(tài)和水環(huán)境主要以單一河道或河口為主，而針對湖區(qū)特色，探討河湖相間、流向不一的天然水體的演變及整治規(guī)律的系統(tǒng)研究較少；缺乏對整個流域系統(tǒng)的整體性研究，不能對流域系統(tǒng)格局與過程的復(fù)雜性進行有效的表征和模擬。本研究方向?qū)⒅塾诹饔蛳到y(tǒng)中最關(guān)鍵、最具核心的“水”主題，以流域與水的相關(guān)關(guān)系為主線，從水沙動力學(xué)、水生態(tài)與水環(huán)境的角度，揭示其格局、過程和效應(yīng)的相互耦合及驅(qū)動機制，從流域系統(tǒng)各類組分（河流、湖泊、沼澤、河口等）的格局、過程和效應(yīng)出發(fā)，揭示既考慮水生態(tài)格局與過程的動態(tài)變化及連續(xù)性，又注重水環(huán)境自身的行為、效應(yīng)和人類健康的水沙動力學(xué)整體耦合機理。

研究方向3：港航工程中的水流泥沙運動基本理論

隨著我國內(nèi)陸河流逐漸開發(fā)，深水港和深水航道的建設(shè)，泥沙問題尤為突出。泥沙導(dǎo)致航道、水庫和港區(qū)的淤積，給河口治理、水利水電工程、航運工程建設(shè)帶來了許多問題，因此對水流泥沙問題的研究具有重要意義。本研究方向以港航工程為依托，對水流與波浪相互作用及其作用下泥沙運動的基本理論，河道、海岸的演變規(guī)律，建筑物地區(qū)岸線的沖淤變化及其防治措施等方面進行了深入研究。

三、特色與優(yōu)勢研究方向

（1）水沙動力過程及其模擬技術(shù)方向

1）波浪－水流底層流動特性研究。通過水槽模型試驗和數(shù)值模擬得到了振蕩流、非線性波和不規(guī)則波作用下底層流動特性。

2）波浪作用下泥沙運動及床面演化規(guī)律。建立了振蕩流和非線性波作用下的泥沙運動數(shù)學(xué)模型，得到了近岸區(qū)波浪運動、懸移質(zhì)泥沙的分布，非對稱沙紋的形成和演化以及近岸區(qū)地形演變機理。

3）基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格系統(tǒng)上的三維水流精細數(shù)值模型，采用LES/DES模型，得到了單向流作用下沙紋床面、丁壩以及建筑物附近的流場結(jié)構(gòu)和三維渦動特性和泥沙運動特性。

4）通過波浪域和多孔介質(zhì)域共享統(tǒng)一形式的動量方程和連續(xù)方程，建立了可考慮流場紊動特性的非線性波浪與多孔介質(zhì)相互作用的同步耦合數(shù)學(xué)模型。

5）開發(fā)了基于兩相流的三維數(shù)值波浪水槽，模型采用高精度的自由面追蹤格式，分塊結(jié)構(gòu)以及多重網(wǎng)格和并行技術(shù)，采用K-ε、LES/DES模型，并應(yīng)用到潰壩、沖瀉區(qū)流動特性及泥沙運動等研究。

（2）港工建筑物與巖土的相互作用方向

采用試驗、理論分析和數(shù)值模擬等方法研究水平承載力的群樁效應(yīng)，提出了水平力作用下群樁效應(yīng)的臨界樁距和基于水平地基反力系數(shù)的群樁計算方法，成果在武漢陽邏港等工程中得到應(yīng)用并被《港口工程樁基規(guī)范》采用；通過組合樁型復(fù)合地基樁、土受力特性的試驗對比與分析，研究側(cè)向開挖條件下組合群樁復(fù)合地基工作性狀，探討組合群樁復(fù)合地基設(shè)計計算方法。

以上優(yōu)勢研究方向現(xiàn)有雙聘院士（王浩）1人，教授6人，副教授9人，其中具有博士學(xué)位11人，其中新世紀優(yōu)秀人才支持計劃1人，交通部青年科技英才2人，湖南省“百人計劃”2人，湖南121人才工程入選1人，湖南省“湖湘青年英才計劃”1人，湖南省學(xué)科帶頭人培養(yǎng)對象2名。側(cè)重應(yīng)用基礎(chǔ)研究，先后承擔了20余項國家自然科學(xué)基金項目（(重點項目2項)），以及教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃、教育部博士點基金等，3篇碩士論文獲得了湖南省優(yōu)秀碩士論文。本方向廣泛開展國際合作交流，先后和美國康奈爾大學(xué)、紐約城市大學(xué)、南洋理工大學(xué)、美國夏威夷大學(xué)馬諾阿分校等合作交流。同時具有先進的試驗條件，擁有各類風浪、波浪水槽，港池及配套測試設(shè)備，美國TSI三維PIV系統(tǒng)、ADV以及現(xiàn)場高精度測試設(shè)備等。近年來在《Coastal Engineering》、《Ocean Engineering》等學(xué)術(shù)刊物發(fā)表論文200多篇，SCI、EI收錄論文50余篇。