冰区运输船极地海域航行阻力的模型试验研究（英文）

为了考查冰区运输船在北极结冰海域航行时所受到的航行阻力,进行了一系列室内物理模型试验。试验中船体模型通过一个单向测力传感器与主拖车上的刚性拖曳臂相连。试验包含三种主要的冰条件,即船体独立航行的平整冰条件、在破冰船引导下航行的航道碎冰条件和独立航行的浮冰条件。平整冰及航道碎冰条件下对多种船体航行速度进行考察,而浮冰条件下则针对不同的冰覆盖率展开研究。试验中对冰-船相互作用模式、冰排在船体不同位置处的破坏进程以及碎冰沿船体的运动状态进行了详尽的观测,并对船体的航行阻力进行了有效的测量。此外,文中还对航行阻力均值与极值之间的差异进行了详尽的讨论与分析。结果表明,冰条件与船体航行速度是影响船体航行阻力的重要因素。     

冰区航行船舶冰阻力研究方法综述

船舶在冰区航行时的冰阻力性能一直是国内外关注和研究的重点。冰阻力的研究主要集中在经验方法、数值模拟和实验研究三个方面。同时,由于冰区船舶在航行过程中频繁地与冰层或浮冰产生碰撞,海冰的材料结构和力学性质对冰阻力的研究有重要影响。文章从冰的物理力学特性出发,简要回顾几种重要的冰本构关系模型及其适用性;并从经验方法及试验与数值模拟相结合两个角度,回顾和讨论浮冰区和平整冰区中船舶的冰阻力性能研究进展;最后,基于研究现状提出尚需进一步解决的问题。文章旨在介绍冰区船舶冰阻力性能的研究进展,望能为后续冰阻力研究提供参考。     

浮冰惊魂

36岁的海洋生物研究员路易斯·马丁驾驶着他的塞斯纳130飞艇,飞越在阿拉斯加库克海湾支流冰冷刺骨的海面上.旁边坐着他的老板,同时也是好朋友班杰民,现年32岁.俩人在罗奇吃过午饭后,正返回他们在安克雷奇的办公室.他们俩人喜欢一起海钓和飞海.     

波浪冲洗对多浮冰耦合运动影响特性研究

冰缘区是开阔水域与海冰的交界区域,波浪与海冰的相互作用是决定该区域形态结构的主要因素.本文基于计算流体力学技术,采用速度入口造波方式建立二维数值波浪水池,利用动网格技术模拟多浮冰的耦合运动,在典型入射波参数范围内,研究了波浪中浮冰的垂荡和纵摇响应.同时,重点探究了波浪冲洗冰体表面现象,及其对浮冰耦合运动的影响,对比分析了有/无波浪冲洗冰体表面时的浮冰运动响应.数值结果表明:低密集度浮冰更容易产生波浪冲洗现象,且波浪冲洗对浮冰运动具有较明显的抑制作用.     

冰层下的生命花园

北极的浮冰下,并非如人们所想象的那样,是寒冷、黑暗和岑寂的深渊。恰恰相反,它是一个繁华绮丽的世界。尽管天寒地冻,生命之花自有其不朽的根基——你难以想象,却不能不惊叹! 海下的生命花园 安德鲁居住在遥远的北极村落,是第一个穿上潜水服潜入冰海的因纽特人。他带着链锯、冰凿,在阿默尔蒂湾畔足有2米厚的浮冰上打开一个冰洞。稍稍犹豫一下后,他随我潜入冰洞。这是     

基于参数化设计的浮冰区船舶冰阻力研究

基于Voronoi图采用参数化设计工具对不规则几何形状的浮冰开展参数化建模,参照真实冰区测量信息,利用遗传算法对浮冰尺度概率分布开展了优化研究。考虑不同浮冰尺度范围,采用有限元方法对船舶在浮冰区航行的冰阻力进行了数值计算。研究发现:大尺度浮冰相对于小尺度浮冰而言,破碎更为剧烈;优化浮冰尺度概率分布的冰阻力峰值总体而言大于优化前,平均值则较小;数值计算结果在较大浮冰尺度范围内与经验值较为吻合,浮冰阻力平均值随浮冰平均尺度增大呈负指数幂函数减小趋势。文中提供了一种对浮冰尺度概率分布进行校正和优化的方法,对船舶在浮冰区的阻力预报具有一定参考价值。     

舰船舷侧刚性结构在浮冰冲击作用下的有限元分析

现有的浮冰冲击作用分析方法难以准确提取浮冰力学特性,造成分析结果与实际数值有较大差异,为此设计一个新的舰船舷侧刚性结构在浮冰冲击作用下的有限元分析方法。建立舰船舷侧的刚性材料本构模型,提取浮冰冲击力学特性,计算浮冰对舰船舷侧刚性结构的冲击力,有限元分析浮冰冲击作用下舰船舷侧形变特征。通过实验结果可知,该方法计算得到的最小冲击力下相对形变量低于现有的2种分析方法约5.2 mm与7.4 mm,其最大冲击力下相对象变量小于现有的2种分析方法约5.9 mm与13 mm。该有限元分析方法得到的分析结果更准确,较现有的2种方法更好。     

船舶浮冰区回转运动一体化数值分析

针对极地船舶浮冰区纯自航回转性能，以体积力代替螺旋桨，考虑船体、浮冰、流体、螺旋桨和舵等因素，采用计算流体力学（CFD）和离散元方法（DEM）进行浮冰区极地船冰载荷和回转运动性能求解，开展无冰水域、不同密集度浮冰水域的双桨双舵极地船的回转运动数值模拟，分析极地船冰载荷和运动特性。极地船在55%密集度浮冰区的回转直径约为无冰水域的1.60倍，在75%密集度浮冰区的回转直径约为无冰水域的1.88倍。极地船与浮冰碰撞是随机的，船体在回转过程中所承受的载荷及运动特性具有随机性。