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12月5日-7日，由中國海洋工程咨詢協(xié)會海上風電分會等權(quán)威機構(gòu)主辦的第十屆海上風電工程技術(shù)大會在武漢舉行。永福股份（300712）副總工程師劉蔚受邀擔任大會主持嘉賓。會上，公司海洋水文專業(yè)褚福碩博士發(fā)表了《深遠海工程海氣耦合數(shù)值模擬研發(fā)及應用》專題演講，首次系統(tǒng)闡釋了如何通過海氣耦合數(shù)值模型，助力行業(yè)向深遠海邁進。

“十五五”規(guī)劃中，國家能源局明確提出“加大海上風電開發(fā)力度，加快研究出臺深遠海海上風電規(guī)劃性文件和管理辦法”，深遠海風電開發(fā)已從企業(yè)選擇上升為國家戰(zhàn)略。然而，當產(chǎn)業(yè)邁向離岸更遠、水深更大的海域，技術(shù)挑戰(zhàn)隨之加劇。褚福碩博士指出，深遠海是一個氣象、海洋、地質(zhì)多場劇烈耦合的復雜系統(tǒng)。傳統(tǒng)單一的大氣或海洋模型，在模擬這種復雜系統(tǒng)時存在根本性局限。這類模型無法真實反映海洋與大氣的相互作用，導致關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)存在系統(tǒng)性偏差。這種偏差在工程中會被逐級放大，既可能因過度保守設(shè)計而推高造價，也可能因評估不足而隱藏風險。

針對這一行業(yè)痛點，永福股份構(gòu)建了海氣耦合數(shù)值模型。這項技術(shù)的核心突破，在于實現(xiàn)了大氣與海洋模型之間的實時、雙向、高精度數(shù)據(jù)交互。這相當于為深遠海工程裝備了一雙能洞察海洋與大氣如何“呼吸與對話”的智慧之眼。褚福碩博士強調(diào)，這種高精度的耦合模擬能力，正在轉(zhuǎn)化為實實在在的工程價值：在設(shè)計階段，它能剔除不必要的安全裕度，優(yōu)化EPC造價；在施工階段，它能提供精準的窗口期預報，降低作業(yè)風險；在特殊場景下，它能模擬內(nèi)波等復雜動力過程，保障海纜與系泊安全。

褚福碩博士提出，海氣耦合技術(shù)能夠顯著修正臺風強度的高估問題，精準捕捉“冷抽吸”效應及波浪對風場的反饋調(diào)節(jié)。他特別強調(diào)了“算力-模型復雜度-參數(shù)準確性-工程安全高效”的循環(huán)正反饋機制——即算力越強，支撐的模型復雜度越高，獲取的海洋環(huán)境參數(shù)越準確，進而使得風電工程越安全、越高效。

▲ 模型-環(huán)境參數(shù)-電力-算力良性生態(tài)循環(huán)

先進的模型也需要科學的落地路徑。褚福碩博士分享了永福在實踐中形成的系統(tǒng)性方法論。他建議，通過“偏差訂正”“關(guān)注聯(lián)合概率”及建立“誤差評估體系”，將有誤差的模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可靠的設(shè)計參數(shù)。同時，他提出了“模型應用標準化”的創(chuàng)新思路：即在項目審批期使用高效單一模型，而在關(guān)鍵設(shè)計期啟用高精度耦合模型，通過差異化的模型應用場景匹配，有效提升模型適用性并大幅降低工程成本。這一方法論已在多個深遠海風電項目中得到驗證。實踐表明，該方法能在保障工程安全的前提下，有效優(yōu)化全周期成本，提升項目經(jīng)濟性。

▲ 模型數(shù)據(jù)到設(shè)計參數(shù)的轉(zhuǎn)化

褚福碩博士表示，永福股份已建成并持續(xù)迭代高性能數(shù)值計算集群，實現(xiàn)了多尺度海洋-大氣耦合數(shù)值模擬的系統(tǒng)性工程應用，為我國深遠海風電的微觀選址、極端載荷計算及漂浮式系泊設(shè)計提供堅實的“數(shù)字底座”。歷經(jīng)多年的研發(fā)與應用探索，永福股份已將先進的數(shù)值模擬技術(shù)成功應用于長樂外海、霞浦、平海灣等多個海上風電勘測設(shè)計項目中，積累了豐富的工程實戰(zhàn)經(jīng)驗，有效解決了深遠海“數(shù)據(jù)荒”難題。與此同時，永福股份正積極將自身的工程實踐與方法論沉淀，轉(zhuǎn)化為對行業(yè)的技術(shù)貢獻，積極參與相關(guān)行業(yè)標準編制，致力于填補國內(nèi)深遠海數(shù)值模擬應用的技術(shù)空白。

展望未來，褚福碩博士描繪了深遠海數(shù)值模擬的四大演進趨勢：AI與物理過程深度融合的技術(shù)驅(qū)動、中尺度與微觀流體動力學全空間耦合的精度驅(qū)動、空天地海一體化觀測的數(shù)據(jù)驅(qū)動，以及應對氣候變化的場景驅(qū)動。他表示，永福股份將持續(xù)聚焦深遠海工程技術(shù)研發(fā)，協(xié)同行業(yè)伙伴構(gòu)建下一代深遠海數(shù)值引擎，以更精準、更可靠、更經(jīng)濟、更智能的風電技術(shù)解決方案，為“十五五”海上風電高質(zhì)量發(fā)展提供堅實的技術(shù)支撐。

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