船體結(jié)構(gòu)冰荷載的離散元數(shù)值計(jì)算及船體冰激振動(dòng)測(cè)量分析.pdf

1、進(jìn)入21世紀(jì)后，全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人類活動(dòng)區(qū)域逐漸由陸地?cái)U(kuò)展到海上。經(jīng)濟(jì)全球化帶動(dòng)了世界航運(yùn)事業(yè)發(fā)展。而北極航道作為未來(lái)海上運(yùn)輸?shù)闹匾ǖ溃絹?lái)越受到人們的重視。為了保證船體在冰區(qū)航行的安全性和穩(wěn)定性，有必要對(duì)船體冰荷載以及船體局部冰激振動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)研究。
　　海冰是一種物理力學(xué)性質(zhì)極為復(fù)雜的材料，這導(dǎo)致它與船體相互作用過(guò)程中冰荷載會(huì)受到海冰類型、厚度、強(qiáng)度等因素的影響。此外，船體結(jié)構(gòu)形式、航速等也會(huì)對(duì)冰荷載產(chǎn)生重要影響。本文首先介

2、紹了國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于船體和海洋其他結(jié)構(gòu)物的冰荷載的研究，對(duì)國(guó)內(nèi)外冰荷載的研究方法和進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)。發(fā)現(xiàn)離散單元法能夠較好的模擬海冰與船體發(fā)生接觸后的破碎現(xiàn)象。因此本文主要采用離散單元法進(jìn)行船體結(jié)構(gòu)冰荷載的研究，并對(duì)離散單元法進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。
　　根據(jù)海冰的物理力學(xué)性質(zhì)，本文采用離散單元法建立了海冰模型和結(jié)構(gòu)模型，并對(duì)該海冰單元之間的接觸模型、粘結(jié)模型、斷裂模型、水動(dòng)力模型等力學(xué)模型以及三角形結(jié)構(gòu)單元與海冰單元之間的接觸模型進(jìn)行了說(shuō)明

3、。
　　運(yùn)用該離散元模型對(duì)“雪龍”號(hào)在平整冰區(qū)的航行過(guò)程和海冰與螺旋槳的相互作用過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算。統(tǒng)計(jì)了船體在冰區(qū)航行過(guò)程中船體局部冰壓力分布和船體水線處線荷載分布，分析了海冰厚度和船體航行速度對(duì)于船體總冰力和船體局部冰力的影響。此外，還對(duì)海冰與螺旋槳發(fā)生銑削作用和沖擊作用進(jìn)行了數(shù)值模擬。統(tǒng)計(jì)了在海冰與螺旋槳發(fā)生銑削作用和沖擊作用時(shí)，螺旋槳局部冰壓力變化。討論了銑削厚度與進(jìn)速比對(duì)于銑削作用下的冰力影響，以及沖擊速度與冰塊尺寸