海气耦合数值模型筑基“十五五”深远海风电未来|观天下

发布时间：2025-12-08 06:56:53 来源:永福股份官微

(资料图片)

12月5日-7日，由中国海洋工程咨询协会海上风电分会等权威机构主办的第十届海上风电工程技术大会在武汉举行。永福股份（300712）副总工程师刘蔚受邀担任大会主持嘉宾。会上，公司海洋水文专业褚福硕博士发表了《深远海工程海气耦合数值模拟研发及应用》专题演讲，首次系统阐释了如何通过海气耦合数值模型，助力行业向深远海迈进。

“十五五”规划中，国家能源局明确提出“加大海上风电开发力度，加快研究出台深远海海上风电规划性文件和管理办法”，深远海风电开发已从企业选择上升为国家战略。然而，当产业迈向离岸更远、水深更大的海域，技术挑战随之加剧。褚福硕博士指出，深远海是一个气象、海洋、地质多场剧烈耦合的复杂系统。传统单一的大气或海洋模型，在模拟这种复杂系统时存在根本性局限。这类模型无法真实反映海洋与大气的相互作用，导致关键设计参数存在系统性偏差。这种偏差在工程中会被逐级放大，既可能因过度保守设计而推高造价，也可能因评估不足而隐藏风险。

针对这一行业痛点，永福股份构建了海气耦合数值模型。这项技术的核心突破，在于实现了大气与海洋模型之间的实时、双向、高精度数据交互。这相当于为深远海工程装备了一双能洞察海洋与大气如何“呼吸与对话”的智慧之眼。褚福硕博士强调，这种高精度的耦合模拟能力，正在转化为实实在在的工程价值：在设计阶段，它能剔除不必要的安全裕度，优化EPC造价；在施工阶段，它能提供精准的窗口期预报，降低作业风险；在特殊场景下，它能模拟内波等复杂动力过程，保障海缆与系泊安全。

褚福硕博士提出，海气耦合技术能够显著修正台风强度的高估问题，精准捕捉“冷抽吸”效应及波浪对风场的反馈调节。他特别强调了“算力-模型复杂度-参数准确性-工程安全高效”的循环正反馈机制——即算力越强，支撑的模型复杂度越高，获取的海洋环境参数越准确，进而使得风电工程越安全、越高效。

▲ 模型-环境参数-电力-算力良性生态循环

先进的模型也需要科学的落地路径。褚福硕博士分享了永福在实践中形成的系统性方法论。他建议，通过“偏差订正”“关注联合概率”及建立“误差评估体系”，将有误差的模型数据转化为可靠的设计参数。同时，他提出了“模型应用标准化”的创新思路：即在项目审批期使用高效单一模型，而在关键设计期启用高精度耦合模型，通过差异化的模型应用场景匹配，有效提升模型适用性并大幅降低工程成本。这一方法论已在多个深远海风电项目中得到验证。实践表明，该方法能在保障工程安全的前提下，有效优化全周期成本，提升项目经济性。

▲ 模型数据到设计参数的转化

褚福硕博士表示，永福股份已建成并持续迭代高性能数值计算集群，实现了多尺度海洋-大气耦合数值模拟的系统性工程应用，为我国深远海风电的微观选址、极端载荷计算及漂浮式系泊设计提供坚实的“数字底座”。历经多年的研发与应用探索，永福股份已将先进的数值模拟技术成功应用于长乐外海、霞浦、平海湾等多个海上风电勘测设计项目中，积累了丰富的工程实战经验，有效解决了深远海“数据荒”难题。与此同时，永福股份正积极将自身的工程实践与方法论沉淀，转化为对行业的技术贡献，积极参与相关行业标准编制，致力于填补国内深远海数值模拟应用的技术空白。

展望未来，褚福硕博士描绘了深远海数值模拟的四大演进趋势：AI与物理过程深度融合的技术驱动、中尺度与微观流体动力学全空间耦合的精度驱动、空天地海一体化观测的数据驱动，以及应对气候变化的场景驱动。他表示，永福股份将持续聚焦深远海工程技术研发，协同行业伙伴构建下一代深远海数值引擎，以更精准、更可靠、更经济、更智能的风电技术解决方案，为“十五五”海上风电高质量发展提供坚实的技术支撑。

标签：城市财经网财经资讯

精彩推送

资讯

精彩推荐