破冰船冰区操纵性能离散元分析 |
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引用本文: | 倪宝玉, 黄其, 陈绾绶, 等. 计及流体影响的船舶回转冰阻力数值模拟[J]. 中国舰船研究, 2020, 15(2): 1–7. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01796 |
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作者姓名: | 倪宝玉 黄其 陈绾绶 薛彦卓 |
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作者单位: | 1.哈尔滨工程大学 船舶工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001 |
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基金项目: | 国家重点研发计划资助项目(2017YFE0111400);国家自然科学基金资助项目(51979051,51639004,51579056);黑龙江省自然科学基金资助项目(A2018003 ) |
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摘 要: |  目的 极地船舶在极地航行时,复杂的冰阻力不仅会给船舶带来结构上的威胁,还对船舶的操纵性提出了新的挑战,尤其当船舶在层冰区中进行转向运动时,挑战更大。近年来的研究主要集中在船—冰碰撞的强相互作用上,而少有研究流体对冰阻力的影响。 方法 采用非线性有限元法,基于适当的冰材料模型和合理的耦合破坏模式,研究船舶回转运动过程中冰与船之间复杂、强烈的非线性相互作用。 同时,采用流固耦合方法,研究流体对船—冰相互作用的影响。 结果 数值结果与经验公式的对比确定了模拟的有效性与可靠性,其中对比有、无流体作用时船舶受到的纵向、横向和垂向冰阻力情况显示,计及流体影响时,船舶的冰阻力在3个自由度上会有明显提升。 结论 船舶破冰回转运动中考虑流体对冰阻力的影响,能准确预测船舶回转时的冰阻力且能有效保证船舶的航行安全。

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关 键 词: | 海冰 阻力 数值模拟 流固耦合 有限元法 |
收稿时间: | 2019-10-12 |
修稿时间: | 2019-12-27 |
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