曹德平

职称:研究员

学位:工学博士学位

    研究方向

    对生态海堤、波浪-柔性/多孔结构相互作用、空化水流冲刷固化土、液舱晃荡、越浪流等研究方向比较感兴趣。


    1. 研究方向一:生态海堤

    a. 堤前人工牡蛎礁消浪(多孔结构,耗散波能)


    b. 堤上生态护面块体消浪(粗糙结构,增大摩擦)


    2. 研究方向2: 垂直柔性板

    3. 研究方向3:高速射流冲刷固化土

             本研究聚焦水下固化土破除领域的技术瓶颈,重点突破“空化水射流”高效破土技术体系。

    通过理论建模与数值仿真,系统研究了空泡溃灭诱导的微射流与冲击波对土体结构的损伤机理。

    研究揭示了空化效应在土体内部引发的“空蚀—疲劳”连锁破坏过程,建立了考虑空化数、射流

    压力与作用时间等多因素协同作用的动态冲蚀模型。

             相比常规水力破除方法,本工作明确了空化水射流在提升能量利用率、实现低扰动精确破

    除方面的技术优势。后续将融合高精度实验观测,探究空化与机械切削的协同破坏机制,发展耦

    合工况自适应调控的智能化射流破除系统,为水下工程提供可预测、可控制的绿色施工解决方案。

     


    4. 研究方向4:液体晃荡(Liquid sloshing)

    a. 液舱晃荡模型试验(晃荡机理研究)

    b. 液舱晃荡理论公式、数值模拟(无网格SPH粒子法)

    c. 各种减晃措施

    5. 研究方向5:越浪及波浪爬高

    a. 运动装置越浪特性研究及海堤越浪分布

    b. 极端风浪流条件下各种海洋平台柱体上的波浪爬高与砰击

    6. 研究方向6:非线性势流理论造波

    a. 三维BEM边界元法模拟海底运动引发海啸

    b. 基于OceanWave3D模型造波

    研研究方向1:生态海堤究方向1:生态海堤

    研究项目

    1.  中华人民共和国科学技术部,国家重点研发计划重点专项,2022YFC3106205,砂质海岸侵蚀防控、生态建养技术与示范应用,220万(2022年12月至2025年11月,骨干参与)

    2.国家自然科学基金面上项目,闸控河口湿地多过程耦合机制:动力地貌演变与氮磷循环的协同调控,50万(2026年1月至2029年12月,骨干参与

    3.  中国石油天然气管道工程有限公司天津分公司,简易无人值守浅水导管架平台设计关键技术研究-平台结构方案研发服务,52万(2025年9月至2026年3月,主持)

    4.  水利部长江中下游河湖治理与防洪重点实验室,开放基金,长江中下游多级耦合生态护坡体系:透水坝-石笼-植被协同机制与动态调控,5万(2026年1月至2028年1月,主持

    5.  同济大学,教改项目(研究生知识微单元建设),6万(2025年6月至2026年12月,主持

    6.  同济大学,重点外专引智项目(南洋理工大学Chiew Yee-Meng教授来同济大学交流),3万(2025年5月至2025年12月,主持

    7.  同济大学,重点外专引智项目(美国工程院院士Philip Liu Li-Fan教授来同济大学交流),3万(2024年5月至2024年12月,主持

    8.  同济大学,基础研究能力提升计划,波浪-柔性结构相互作用理论和数值研究, 22120250625,16万(2025年11月至2025年11月,主持)

    9.  同济大学,基础研究能力提升计划,风浪流-结构智能耦合分析,22120250029,20万(2025年4月至2025年11月,主持)

    10.  同济大学,基础研究能力提升计划,新型流场测量方法的研究,22120240016,20万(2024年3月至2024年11月,主持)

    11. 同济大学,基础研究特区项目资助计划,海岸工程/高性能计算,22120230036,20万(2023年4月至2023年11月,主持)

    12. 波浪与湍流相互作用的研究 (2021年9月~2023年2月,骨干参与)

    13. 越浪流对海堤上的行人安全影响研究(2018 年10月~2021年9月,骨干参与)。

    14. 波浪在半潜式海洋平台柱体上的非线性爬高研究(2014 9~2016年9月,骨干参与)。

    15. 渗流对封闭管流中流场和泥沙传输的影响研究(2010 年9 ~2014 9 ,骨干参与)。


    出版论著

    1.      YE J., CAO D.  (通讯) (2026). Numerical investigation of solitary wave interaction with a vertical elastic submerged plate. Coastal Engineering,  205, 104949 (SCI, JCR Q1, 影响因子:4.50).

    2.      YE J., CAO D.  (通讯) (2026). Spatial distribution of wave-by-wave overtopping behind coastal structures: a critical review of the literature and a novel semi-analytical model. Coastal Engineering Journal, 1-33, https://doi.org/10.1080/21664250.2026.2613601 (SCI, JCR Q3, 影响因子:1.90).

    3.      TAN W.K., YUAN J. (通讯), CAO D., Önder A. (2025). Experiments and large eddy simulations of oscillatory flow over vortex ripples at high Reynolds number. Coastal Engineering, 204, 104881, (SCI, JCR Q1, 影响因子:4.50).

    4.      LU T.Z., CAO D.P. (通讯) (2025). “Comparative study on wave response to vertical baffle orientation for resonant sloshing suppression in an upright cylindrical tank”, Ocean Engineering, 341, 122526 (SCI, JCR Q1, 影响因子:5.50).

    5.      卢天择,曹德平(通讯)(2025. “立式圆柱液舱自由表面三维共振晃荡冲击压力特性”, 上海交通大学学报,  10.16183/j.cnki.jsjtu.2025.154 (EI收录).

    6.      LU T.Z., CAO D.P. (通讯) (2025). “SPH study of sloshing dynamics and energy dissipation characteristics in baffled tanks with varying baffle quantities”, Ocean Engineering, 340, 122378 (SCI, JCR Q1, 影响因子:5.50).

    7.      CAO D.P., ZENG H.Q., HE J., LIANG H., LIN Z.B.  WANG X., CHEN H. (通讯) (2025). “Gap resonance driven by linear and nonlinear excitations in random waves”, Ocean Engineering, 340, 122301 (SCI, JCR Q1, 影响因子:5.50).

    8.      CAO D.P., ZENG H.Q., LIN Z.B., CHEN H. (通讯) (2025). “A CFD study on the gap resonance and motion response of twin vessel in beam sea”, ISOPE International Ocean and Polar Engineering Conference, ISOPE-I-25-584.

    9.      ZENG H.Q., CHEN H., LU T.Z., LIN Z.B., HE J., CAO D.P. (通讯) (2025). “Numerical Study of the Fluid Sloshing in a Horizontal Cylinder Due to Horizontal and Vertical Excitation”, ISOPE International Ocean and Polar Engineering Conference, ISOPE-I-25-342.

    10.   FAN J.D., KUANG C.P. (通讯), LI H.Y., CONG X., CAO D.P., QIN R.F. (2025), “Vertical flow structures in a finite patch of natural submerged vegetation under wave-current conditions: Laboratory experiments”, Journal of Hydrology, 660, 133405 (SCI, JCR Q1, 影响因子:6.30).

    11.   LU T.Z., CAO D.P. (通讯) (2025), Three-dimensional resonant sloshing in a cylindrical tank with a central pillar baffle, Physics of Fluids, 37, 052115 (SCI, JCR Q1, 影响因子:4.30).

    12.   CAO D.P., HE J., ZENG H.Q., et al. (2025), A review of oscillators in hydrokinetic energy harnessing through vortex-induced vibrations, Fluids, 10(4):78 (SCI, JCR Q2, 影响因子:1.80).

    13.   CAO D.P., ZENG H.Q., HE J., LIANG H., YANG Z.T., VENKATA R.A., CHEN H. (通讯) (2025), A numerical investigation of irregular wave overtopping on a 2D fixed overtopping wave energy converter, Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics, 18:1, 2319768 (SCI, JCR Q1, 影响因子:5.40).

    14.   TAN W.K., REN P., CAO D.P., LIANG H., CHEN H. (通讯) (2025), Data-driven modelling of fully nonlinear wave loads on offshore wind-turbine monopiles at prototype scale, Marine Structures, 101, 103775 (SCI, JCR Q1, 影响因子:5.10).

    15.   KUANG C.P., CHEN L.Y., HAN X.J. (通讯), WANG D., CAO D.P., ZOU Q.P. (通讯) (2025),  The Impacts of an Artificial Sandbar on Wave Transformation and Runup over a Nourished Beach, Geosciences, 14(12), 337 (SCI, JCR Q2, 影响因子:2.10).

    16.   YUAN J. (通讯), CAO D.P. (2025), Ripple-averaged wave boundary layer over long-crest sand ripples at high Reynolds number: Observations and theoretical model, Applied Ocean Research, 154, 104357 (SCI, JCR Q1, 影响因子:4.40).

    17.   CAO D.P., He J., CHEN H. (通讯) (2024), Empirical Predictions on Wave Overtopping for Overtopping Wave Energy Converters: A Systematic Review, Processes, 12, 1940 (SCI, JCR Q2, 影响因子:2.80).

    18.   ZENG H.Q., CAO D.P. (通讯), CHEN H., CHAI Q. and LU T.Z.  (2024), Applications of RIM-based flow visualization in fluid-solid interaction problems: A review of formulations and prospects, Water, 16, 2055 (SCI, JCR Q2, 影响因子:3.00).

    19.   CAO D.P., Lin Z.B., Yuan J., Tan W.K. and CHEN H. (通讯) (2024), “Swash-flow induced forces on human body standing on a smooth and impermeable slope: A numerical study with experimental validations”, Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics, 18:1, 2319768 (SCI, JCR Q1, 影响因子:5.40).

    20.   CHEN H. (通讯), Qian L. and CAO D.P. (2023), “Analysis of convergence behaviour for the overset mesh based numerical wave tank in OpenFOAM”, Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering 146 (3). 031901-031901. (SCI, JCR Q3, 影响因子:2.10).

    21.   CAO D.P. and CHEN H. (通讯) (2023), “Probabilistic analysis of irregular wave runup on a fixed and truncated surface-piercing vertical cylinder”, Marine Structures 88: 103360 (SCI, JCR Q1, 影响因子:5.10).

    22.   CHEN H. (通讯), Qian L. and CAO D.P. (2023), “Harmonic structure of the nonlinear force on a fixed ship-shaped floating production, storage and offloading vessel under dispersive phase-focused wave groups”, Physics of Fluids 35: 042103 (SCI, JCR Q1, 影响因子:4.30).

    23.   TAN W.K., CAO D.P. (通讯) and YUAN J. (2022), “Numerical modelling of green-water overtopping flow striking a pedestrian on the crest of a sloped coastal structure”, Ocean Engineering 260: 112153 (SCI, JCR Q1, 影响因子:5.50).

    24.   CAO D.P., TAN W.K. and YUAN J. (通讯) (2022), “Assessment of wave overtopping risk for pedestrian's visiting the crest area of coastal structure”, Applied Ocean Research 120102985 1-16(SCI, JCR Q1, 影响因子:4.40).

    25.   CAO D.P., YUAN J. (通讯) and CHEN H. (2021), “Towards modelling wave-induced forces on an armour layer unit of rubble mound coastal revetments.”, Ocean Engineering, 239, 109811: 1-16, https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2021.109811, (SCI, JCR Q1, 影响因子:5.50).

    26.   CAO D.P., YUAN J. (通讯), CHEN H., ZHAO K.F., and LIU P.L.-F. (2021), “Wave overtopping flow striking a human body on the crest of a sloped seawall. Part I: physical modeling”, Coastal Engineering, 167103891, 1-17, https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2021.103891, (SCI, JCR Q1, 影响因子:4.50).

    27.   CHEN H., YUAN J. (通讯), CAO D.P., and LIU P.L.-F. (2021), “Wave overtopping flow striking a human body on the crest of a sloped seawall. Part II: numerical modeling”, Coastal Engineering, 168103892, 1-17, https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2021.103892, (SCI, JCR Q1, 影响因子:4.50).

    28.   CAO D.P., CHEN H. (通讯), YUAN J. (2020), “Inline force on a cylinder due to non-breaking wave overtopping at a vertical seawall”, Ocean Engineering, 219(1): 108300 (SCI, JCR Q1, 影响因子:5.50).

    29.   CAO D.P., JIAN W., HUANG Z.H., and LO Y. (通讯) (2018), “Prediction of Wave Runup on Columns of Two Semi-submersibles Models”, Journal of Coastal Research, SI, 85:1031-1035.

    30.   LO Y., JIAN W., CAO D.P., and HUANG Z.H., etc (2017), “Water Wave Runup And Impact Pressure Prediction Equations For Fixed And Surging Cylinders In Regular And Irregular Waves” Technical Disclosure, TD/005/17 (技术公开).

    31.   JIAN W., CAO D.P., LO Y. (通讯), HUANG Z.H., CHENG X.B., CHENG Z.P., GU H. and LI B.B. (2017), “Wave Runup on A Surging Vertical Cylinder in Regular Waves”, Applied Ocean Research, 63:229-241(SCI, JCR Q1, 影响因子:4.40).

    32.   CAO D.P., HUANG Z.H., HE F., JIAN W. and LO Y. (通讯) (2017), “An Improved Prediction for Wave Runup on A Circular Cylinder”, Coastal Engineering Journal, 59 (03), 1750013 https://doi.org/10.1142/S0578563417500139SCI, JCR Q2, 影响因子:1.90.

    33.   CAO D.P., LO Y. (通讯), JIAN W. and HUANG Z.H. (2017), “An Experimental Study of Wave Runup: Cylinder Fixed in Waves versus Cylinder Surging in Still Water”, International Journal of Engineering and Technology, 9(2), 124-128 (EI收录).

    34.   CAO D.P. and CHIEW Y.M. (通讯) (2015), “Near-bed Flow Characteristics of Closed-conduit Flow Subjected to Suction”, Journal of Engineering Mechanics, 141(12), DOI: 10.1061/(ASCE)EM.1943-7889.0000955, 04015047SCI, JCR Q1, 影响因子:3.20.

    35.   CAO D.P., CHIEW Y.M. (通讯) and YANG S.Q. (2016), “Injection Effects on Sediment Transport in Closed-conduit Flows”, Acta Geophysica, 64(1), 125-148, DOI: 10.1515/acgeo-2015-0064SCI, JCR Q2, 影响因子:2.10.

    36.   CAO D.P., CHIEW Y.M. (通讯) and LIU X.X. (2014), “Effect of Suction Zone Length on Sediment Transport”, Journal of Hydraulic Research, IAHR, 53(1), 49-59, DOI: 10.1080/00221686.2014.928806(SCIJCR Q3影响因子:1.70).

    37.   CAO D.P. and CHIEW Y.M. (通讯) (2014), “Suction Effects on Sediment Transport in Closed-conduit Flows”, Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 140(5), p-1. 1p, DOI: 10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0000833(SCIJCR Q2影响因子:2.80).

    38.   CAO D.P. and CHIEW Y.M. (通讯) (2013), “Suction Effects on Flow Behavior and Sediment Transport”, IAHR World Congress, Chengdu, China.

    39.   CAO D.P. and CHIEW Y.M. (2012), “Suction Effects on Sediment Transport in Closed-Conduit Flow and Their Relationship to Membrane Fouling”, ICHE 2012, Orlando, USA.

    40.   曹德平, 李春杰(通讯), 陈雪初, 曾晓文, 孔海南, 吴奇。 水化硅酸钙强化空心菜浮岛除磷能力的研究. 中国给水排水. 2008, 24(1): 22~25.

    41.   曹德平, 陈雪初, 李春杰(通讯), 何圣兵, 张美兰。 生态聚磷石对低浓度景观水的除磷研究. 环境科学与技术, 2008, 31(6): 50-140.


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