不同船艏类型破冰模式差异的数值预报分析

船艏形状是决定破冰船破冰性能的关键要素之一.为了探究不同船艏型线特征对破冰船破冰性能的影响,本文采用常规型近场动力学方法建立了平整冰层的无网格数值模型,提出了一种基于几何数学概念用于解决冰粒子与船体碰撞问题的接触检测算法,最后应用消息传递接口(MPI)并行技术搭建了破冰船破冰过程的数值预报方法,并在FORTRAN语言环境下编写了相关计算程序.基于该仿真程序,分别预报了传统型破冰船艏形状和非传统型破冰船艏形状连续冲破平整冰层的过程,并对传统型破冰船艏的计算结果与试验结果进行了比较,验证了本文所搭建的模型的准确性.对比了两种不同船艏破冰船的破冰模式和破冰载荷特征,分析了两种破冰船艏形状各自的优缺点.本文进行的研究对于破冰船的设计具有一定的工程参考价值.     

一种撬冰式破冰艏设计及静水阻力计算

基于近年来对X型艏与撬冰式船首的研究，设计一种能够兼顾无冰水域阻力特性的新型撬冰式破冰艏。通过数值模拟计算两型主尺度相同但分别具有新型破冰艏与传统球鼻艏的海工辅助船的静水阻力，并进行对比以及通过船模试验进行验证。结果表明，具有新型破冰艏的船舶在设计航速下的阻力更小，为破冰船静水阻力性能与破冰性能无法同时兼顾的问题提供了新的解决思路。     

基于破冰作业目标的破冰船艏型线设计研究

从破冰船破冰能力的若干影响因素讨论入手,借鉴海洋工程结构与海冰相互作用的研究成果,解释破冰船艏形状与其破冰能力之间的一般规律,为破冰船艏的型线设计,特别是艏柱直径、纵剖线倾角、水线面进流角、肋骨外倾角等关键参数的合理选取提供了依据,并对破冰船艏底部向后至平底区域过渡型线给出了建议。     

船艏冰刀对船冰碰撞时结构动力响应影响分析

为探讨极地冰区船舶通过加装船艏冰刀的方式能否改善船冰碰撞结构动力响应的问题,采用非线性有限元方法,从能量转换、应力、应变云图、碰撞力和船速随时间变化关系等多个角度,比较有、无艏部冰刀两种情况下,船舶艏部与排冰发生碰撞时的动力响应规律。结果表明,加装艏部冰刀可减小船体自身的损伤和变形,改善船舶破冰性能。     

"雪龙2"号南极首航破冰试验

为在自然条件下实尺度测试"雪龙2"号的破冰能力,2019年11月"雪龙2"号在南极首航期间,中国在南极考察站——中山站附近普里兹湾固定冰区,首次自主开展了一系列专业破冰试验.通过选取破冰区域、实地测量冰雪厚度、钻采冰芯测量冰温度和盐度、切取完整冰坯并加工冰梁,完成了冰弯曲强度试验和艏艉双向破冰时的实船数据测量,首次获取了中山站附近固定冰的弯曲强度力学特性,成功验证了"雪龙2"号的破冰能力.本文详细介绍了"雪龙2"号现场破冰试验,并根据测量的海冰特性和船舶破冰航行数据对其艏向破冰能力进行了初步评估,摸索了一套在极地冰区开展破冰船破冰试验的方法,同时也对现场破冰试验中需要改进的方向提出了思考,可为我国新的破冰船建设提供参考.     

吊舱推进破冰船的艉部型线初步设计

根据吊舱推进破冰船的破冰作业和推进器布置需求,分析该类船舶的艉部型线特征,即艉部较宽,型深和干舷较大;剖面呈V型;纵向平缓变化的船底;轻载水线以上的水线面形状丰满。并通过示例,说明了基于型线特征的参数选取在型线初步设计中的应用及其对破冰作业的影响。     

吊舱推进破冰船的艉部型线初步设计

根据吊舱推进破冰船的破冰作业和推进器布置需求，分析了该类船舶的艉部型线特征，即：艉部较宽，型深和干舷较大；剖面呈V型；纵向平缓变化的船底；轻载水线以上的水线面形状丰满。并通过示例，说明了基于型线特征的参数选取在型线初步设计中的应用及其对破冰作业的影响。     

大型高冰级破冰LNG船结构设计

针对LNG船在极地高冰级要求下的结构设计问题,基于PC规则和俄罗斯规范对某大型极地破冰LNG船完成满足PC3、PC4和Arc7高冰级要求的三套结构设计方案,探讨艏艉双向破冰要求的冰区加强区域划分方法,分析对比PC3、PC4和Arc7三种冰级冰区加强的要求和计算结果,通过有限元直接计算分析模拟冰载荷对船体结构造成的影响并与规范计算的结果进行比较。     

破冰结构与冰载荷相互作用下的破坏模式和损伤机理研究

本文首先利用LS-DYNA建立各向同性粘塑性有限元数值模型,并结合ISO推荐压强-面积理论曲线和相关学者的实验数据,验证数值模型的可靠性。其次,比较两种典型破冰结构的破冰机理和破冰效果,对破冰船在行进方向受到的阻力分别与首部外板倾角和水线面首部夹角的关系做了讨论。最后,分析了普通船舶船首与冰层碰撞时的损伤特点。结果表明：冰刀式破冰结构的破冰作业效率比压溃式更高,而压溃式破冰结构的安全性要比冰刀式更好;船舶与冰排相撞时,船首的易受损部位主要分布在首柱后侧临近区域和两侧船-冰接触区域,其中外板吸能最多,横向骨材吸收撞击时所产生的能量多于纵向骨材。因此,要结合实际航行水域的冰情、船舶功能和主机功率等因素,才能选取合适的破冰结构以达到最好的破冰效果;在破冰船船首设计和建造时,应增加船-冰碰撞区域船首外板的厚度,船首结构尽量采用横骨架式结构。     

考虑流场影响下破冰船艏部结构响应研究

通常考虑船-冰碰撞附连水的水动力效应有附加质量法和流固耦合法。本文建立了破冰船破冰场景,基于流固耦合法进行了数值仿真计算,分析了水域流场对船体的冲击压力变化、流场的速度分布变化以及流场的动能变化。同时与附加质量法的计算结果进行了比较,对比分析了船艏的碰撞力大小、损伤变形以及局部冰载荷等差异,揭示了流场对船-冰碰撞的影响规律,对于破冰船结构设计具有重要的参考价值。     

冰区加强船冰载荷仿真计算与轴系设计

根据船舶的冰级符号与母型船的原始设计,进行极限冰载荷计算并确定轴系直径,然后在频域内进行扭振计算,满足稳态扭振要求;在此基础上,进行瞬态扭振计算,得到时域内的轴系响应扭矩,对相关参数进行校核。     

船用海水制冰机

文章阐述了新型连续出冰HZB型海水制冰机的制冰新理念，介绍了它的主要功能和在渔船上冷却水产品方面的重要应用，并从节能、节省淡水的角度分析了海水制冰机的经济效益．指出制冰机在空调蓄冷、餐饮酒店业、大型超市等诸多领越也有广阔应用前景．HZB型制冰机是多功能、多用途的新型节能设备．     

冰区船靓丽风景线

近年来,随着极地科考活动的不断升温,以及北极航道的季节性通航,冰区船舶大受追捧,新设计、新船型不断问世,成为造船领域一道靓丽的风景。     

半圆形构件冰力和冰温度膨胀力的试验研究

半圆形构件是港口工程中新型构件，通过冰力模型试验，研究了作用在构件上的水平冰力和竖向冰力，试验工况包括不同水溶和不同冰速，论述了构件内部存水冻结的可能性，分析了冰层温度场，采用层合板理论对冰层做了热弹性有限元的分析和计算，给出了冰层宽度最大的第一层冰的温度膨胀力，最后对于这种新型构件在渤海湾一带港口工程中的适用性提出了看法。     

基于Derradji-Aouat海冰本构模型的船冰碰撞数值模拟

海冰与结构物发生碰撞的过程中,其力学行为变化多样,基于实验数据建立的Derradji-Aouat海冰本构模型在一定程度上考虑了海冰的拉压强度不同、静水压力项、横观各向异性以及应变率效应等因素的影响,比传统的材料屈服理论有较好的适用性。采用非线性有限元法对船冰碰撞过程进行了数值模拟,并且对破冰船局部强度和总纵强度进行了校核。     

冰区船市场引群雄逐鹿

随着全球气候变暖,北冰洋海冰加速融化,北极地区蕴藏的丰富资源和极具战略价值的航道,都从潜在利益变成了现实利益,世界各国对该地区的争夺日益升温。而在低温多冰、气候极其恶劣的北极地区进行资源勘探、开发、运输及商业航行则需要冰区船舶这一重要装备。冰区船热不断升温。     

冰载荷的特性研究

应用六自由度数值模型对某破冰船的连续式破冰过程进行数值模拟,得到其冰载荷的时历,并将其与试验结果进行比较,验证该方法的正确性,同时分析冰载荷动态性变化的原因。通过计算得到破冰船在不同速度及冰厚条件下的冰载荷和运动响应,以及航速与船舶冰载荷之间的关系。     

冰区船舶操纵

本文详细分析了船舶在冰区航行时靠离码头，冰流中锚泊，冰中救助等冰区船舶操纵特殊情况，并总结经验。其对船舶在冰区安全航行具有很好指导意义。     

黄河河段防凌破冰工程措施浅析

本文阐述了黄河河段凌汛的基本情况和凌汛产生的危害,结合黄河防凌中出现的新问题以及特殊性,提出了黄河河段防凌工程措施.