韩勃，山东大学教授，博士生导师，“长江学者奖励计划”青年学者，泰山产业领军人才，山东大学杰出中青年学者，山东大学齐鲁青年学者，现任山东大学研究生院副院长、党委研究生工作部副部长，国家卓越工程师学院执行院长，济南市第十八届人大代表、法制委员会委员，水利部水工程安全保障创新团队核心成员。主要从事海上风电和海洋岩土工程方面的科研和教学工作，主持国家自然科学基金联合基金重点项目、国家重点研发计划项目（国合专项）等国家级、省部级、工程科研项目30余项。在Ocean Engineering、Geotechnique、Rock Mechanics and Rock Engineering等海洋和岩土工程领域国际高水平期刊发表论文62篇。获山东省科技进步一等奖（第1）等省部级和学会科技奖励8项，获国家级教学成果二等奖、山东省教学成果一等奖等教学奖励6项，获国家级、省校级优秀指导教师8项。
习近平总书记指出，海洋是高质量发展战略要地，要加快海洋科技创新步伐。在众多新能源产业中，海上风力资源丰富，风速稳定，具有规模化开发潜力，已成为缓解全球能源危机、促进经济环境可持续发展、实现“碳达峰、碳中和”的有效途径。我国海岸线长约18000km，岛屿6000多个，海上风能资源总储量约为750GW，十分适合建设海上风电场。随着海南、广西、山东海上风电市场兴起，我国沿海省份海上风电已基本实现全覆盖建设。海上风能生生不息，更多“绿电”造福千家万户。因此海上风机的建设和运行安全对能源、经济、社会稳定极为重要。
图1：获山东省科学技术进步一等奖
韩勃教授长期从事海上风电和海洋岩土工程方面的科研与教学工作。2023年，韩勃教授及课题组的科研成果——“复杂地质大容量海上风机单桩基础设计－施工－监控关键技术”获得山东省科学技术进步一等奖。这一成果是整个团队历经近10年科技攻关及工程实践得到的。
海疆筑梦：科研实战夯实风电创新强基石
2016年，韩勃教授率领其课题组踏上了一场非凡的海上地质勘探之旅。他们的目标锁定在福建省某海域，这一区域独特的岩基海床地貌，向课题组提出了前所未有的挑战。面对迥异于浙江、江苏等地常见的土质海床，福建海域呈现出复杂多变的地层结构：上层覆盖着松软的全风化岩石，中层散落着碎裂的岩块，深层则隐藏着坚硬的中风化岩石。这种复杂的地质条件，若未能制定科学合理的承载强度分类标准，无疑会成为后续的海上风机设计的巨大阻碍。
图2：福建海域复杂海床地质
面对重重困难，课题组开展科研攻坚，无数次的室内强度试验，数百次的数据比对与分析，课题组成员们夜以继日，只为揭开这片海域地质的神秘面纱。在此过程中，他们自主研发了非均质碎裂状岩石破碎的FDEM数值模拟方法，创造性地将亚塑性损伤动本构模型与FDEM框架相融合，成功实现了对“全风化土至中风化岩”这一空间变异海床地层的精准模拟与特性解析。
图3：指导学生进行室内实验研究
这一创新成果，不仅为海床地层的复杂地质特性描绘了一幅清晰的画卷，更为后续的海上风电设计提供了扎实的科学依据。课题组所建立的典型海床岩土体力学性质数据库，填补了国内相关领域的空白，更为构建国家及行业海上风电勘测标准体系奠定了坚实基础，相关成果获山东省科技进步一等奖、中国水力发电科学技术二等奖。
图4：岩基海床风机单桩基础模型试验与数值模拟
在这场与自然的对话中，课题组所展现出的不仅是对科研事业的执着追求，更是对国家能源发展战略的热烈响应与认真贯彻。他们深知，每一项科研成果的背后，都承载着推动社会进步、助力绿色发展的重大使命。正是这份使命感与责任感，激励着他们在科研的道路上不断前行，用实际行动诠释着“图强报国”的深刻内涵。
2020年初夏的一天，韩勃教授与风机设计工程师一同站在新建成的风机平台上，监测着单桩基础的振动信号。工程师望着屏幕上的数据，眉头紧锁：“振动频率虽符合预期，但上部结构的安全系数叠加显得冗余，而极端海况下风机振动对海床土体的影响又难以精确预估，我们亟需一种更精细的计算方法。”这番话瞬间点燃了他心中的科研灵感。他凝视着远处旋转的叶片，眼中闪烁着坚定的光芒：“你看，这些叶片直径上百米，整个风机高度也超过了100米，在极端海况下，整个风机与周围流场的相互影响，绝非简单的单向作用，需要研发一种双向的流固耦合方法，将风机、基础、海床、流场载荷一起模拟，才能更精确地计算整个风机的动力响应。”
图5：课题组在海上工程现场
由此，课题组再次踏上探索之旅，他们深知，科研方向必须从工程中来，最终也要回到工程中去。针对我国复杂多变的海床地质，国际上首次基于有限离散元和有限体积法研发了CFD-FDEM一体化耦合计算方法和平台。这一平台不仅模拟了海床土体与岩石的失效过程，还精准捕捉了风浪流载荷的边界条件，实现了流体、风机、结构与海床之间的全面互动。
图6：CFD-FDEM一体化耦合计算方法和平台
在研发过程中，课题组发现传统的FDEM和CFD模拟耗时冗长、成本高昂，不利于后续科研工作的开展。针对此项难题，课题组研发出GPU并行FDEM计算方法，将程序求解速度提升了500倍。这一进展，不仅极大地提高了科研效率，更为后续的风机设计与优化提供了强有力的技术支撑。
图7：海上风机现场图
“科研之路虽长且艰，但只要我们心系工程，脚踏实地，就一定能找到解决问题的钥匙。”他常常这样激励课题组成员。正是这份对工程的热爱与执着，让他不断突破自我，最终攻克了载荷互馈传递、风机上下部结构响应同步迭代以及空间异构持力层承载弱化的工程模拟难题，相关成果获山东省科技进步二等奖、中国电力科学技术进步二等奖，为我国海上风电事业的发展贡献了宝贵的智慧与力量。
护航风电：团队攻坚探索风电安全新领域
在2023年之前，课题组的研究重心主要集中于海上风机的设计领域，致力于风机安全性和可靠性的提升。然而，随着海上风机服役时间的增长，一个严峻的问题逐渐浮现：在持续的海浪与潮流冲击下，风机基础周围的海床会逐渐形成冲刷坑。这些冲刷坑不仅威胁着海上风机的安全稳定运行，还可能导致整个风电场的能源供应不稳定。
图8：海上风机冲刷机理与现场勘测
韩勃教授一直坚信“世界上最快的捷径是脚踏实地，最高的回报是行而不辍”。为了攻克风机冲刷坑这一难题，课题组展开了系列深入研究与探索。他们首先从室内试验入手，通过大量的实验与数据分析，成功研发出了一种新型固化土材料配置工艺。这种新型材料不仅具有优异的流通性，能够顺畅地注入冲刷坑中，还具备高留存的特点，能够有效加固海床，防止冲刷坑的进一步扩大。
图9：海上风机冲刷加固示意图
然而，课题组并未止步于此。他深知，研发出新型材料并非重点，更重要的是解决如何将材料准确高效地注入海床这一实际施工难题。于是，他带领课题组深入海上风电冲刷加固施工现场，严冬时节，海风刺骨，环境潮湿，施工窗口期又极为短暂，但这一切都没有阻挡他们前进的步伐。每一次出海作业都是对身心的极限考验，需要连续一个月在海上奋战。为了及时处理施工中的各种问题，课题组成员与施工人员同吃同住，在狭小的船舱内共克时艰。从凌晨四五点的第一缕曙光中开始，他们便投入到紧张的工作中，抛锚定位、材料搅拌、施工吹填、结果扫测……每一个环节都凝聚着他们的心血与汗水。日复一日，夜以继日，他们与星辰为伴，用坚韧不拔的意志和精湛的技术，不断突破自我，优化施工参数，确保工程质量。最终课题组成功建立了适应海洋复杂环境的新材料海上施工工艺，克服了以往流态固化土施工留存率低、施工效率低、修复效果差的难题，高质量完成6座海上风电冲刷坑的修复工程，以实际行动护航海上风机的安全运行。
图10：海上风机冲刷加固现场施工
课题组始终将科研与工程实践紧密结合，致力于解决实际问题、服务国家需求。课题组的科研成果成功解决了实际工程中的难题，为我国海上风电场的长期安全稳定运行提供了有力保障。这不仅是对科学探索的执着追求，更是对国家能源安全战略和可持续发展战略的积极响应与贡献。
蓝海铸才：产教融合培养海洋工程强队伍
作为一名大学教师，韩勃教授始终认为，教学与科研是相辅相成的，只有将前沿的科研成果融入教学中，才能培养出具有创新意识和实践能力的复合型人才。
“科研不仅仅是为了解决眼前的工程问题，更是为了未来技术的发展。”他常常这样对学生们说。他强调，科研选题不能只考虑当前的技术需求，还要面向未来，面向科技前沿。在他的带领下，课题组中的研究生们深入参与各项科研项目、积极参与工程实践，积累了丰富的实践经验。
图11：课题组前往海上风机建设现场
在教学和科研指导过程中，他喜欢通过工程实例引导学生进行开放式讨论。“我们不能只讲书本上的内容，只有通过实际案例的分析和讨论，学生们才能真正理解问题的复杂性，并学会如何灵活应对。”这种教学方法极大地提高了学生们的学习兴趣和实践能力，课题组学生相继获得中国研究生实践创新大赛金奖等国家级和省级奖励10余项。
绿动未来：科研成果引领海上风电新发展
正是怀着强烈的家国情怀和高度的责任感，课题组在科研道路上不断开拓创新。他们的成果不仅推动了海洋工程领域的技术进步，也为国家能源安全和绿色发展作出了突出贡献。经过多年的科研探索与工程实践，课题组成功研发的复杂地质条件下海上风机一体化模拟方法与数字孪生运维技术已在山东、江苏、浙江、福建、辽宁等省份的36个海上风场全面落地应用，服务的工程合计装机容量达8.3GW，占全国海上风电总装机31.5%，显著提升了风机运行效率与安全性能。据统计，相关工程每年可节省标煤1065万吨，减少二氧化碳排放2697万吨，为国家“双碳”目标的实现提供了坚实的技术支撑，助力中国绿色发展战略的实施。
图12：海上风机现场图
他始终认为，科研不仅仅是实验室里的数据堆砌，更是解决实际问题、服务国家需求的实际行动。他常说：“我们的科研成果要经得起实践的检验，要真正为国家和社会带来效益。”这一朴素的理念贯穿于课题组的科研工作中，他用实际行动诠释了科研工作者的使命担当。
百舸争流，奋楫者先。我们渴望走向深蓝，我们必须走向深蓝。今天，中国正昂首迈步建设海洋强国的崭新征程中，课题组定会砥砺奋进、破浪远航，为实现中华民族向海图强的世代夙愿贡献山大力量！
