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。     

冰区航行船舶冰载荷研究进展综述

文章对冰载荷预报技术进行了研究与评估。给出了冰载荷的描述、定义,对预报方法进行了分类,并讨论了预报技术中的困难与难点。综述了理论预报方法和数值模拟技术,并分析了这些理论和方法的特点。指出这些预报方法的优点与缺点,并对今后的研究与开发工作给出了几点建议。     

冰区航行船舶冰载荷研究进展综述（英文）

文章对冰载荷预报技术进行了研究与评估。给出了冰载荷的描述、定义,对预报方法进行了分类,并讨论了预报技术中的困难与难点。综述了理论预报方法和数值模拟技术,并分析了这些理论和方法的特点。指出这些预报方法的优点与缺点,并对今后的研究与开发工作给出了几点建议。     

船舶冰区航行安全分析

0引言俄罗斯瓦尼诺(Vanino)港位于50°N的北太平洋,每年1月到2月上旬冰情最为严重,2月气温低至-25~-20℃,冰层厚度高达50~60 cm(见图1)。为保证船舶航行安全,笔者总结冰区航行经验,供同人参考。1冰区航行风险船舶航行于冰区,必然面临结冰、船体结构冷热变形、压载水排放、螺旋桨保护、船体受损、设备受高寒影响、无法打开舱盖等多方面考验。2航行前准备工作(1)除进行正常航行前准备外,还须召集船舶     

冰区航行船舶的设计

概要介绍冰区航行船舶的设计要点，汇总各船级社的相关要求，以及设计的要点和优化。     

船舶冰区航行动态建模

冰区航行船舶操纵仿真训练平台的建立,可完善现有航海操纵模拟器的操船训练功能。针对船舶冰区航行特点,运用微元法建立船舶冰区航行动态数学模型,并将该模型加载到航海操纵模拟器的平台开发中。利用微元法对船舶与冰层接触部分进行分析研究,得出船舶纵向、横向和垂向3个方向上冰层对船舶的冲击速度,从而得出船舶各个方向上受到冰块冲击力的大小,并将其加入到分离型船舶操纵运动数学模型中。通过对给定船型进行旋回仿真实验,实验结果表明本文建立的船舶冰区航行运动数学模型的误差在20%以内,可以应用于现有的航海操纵模拟器开发应用当中。     

冰区航行船舶冰阻力数值研究进展

冰阻力是影响船舶在冰区航行性能的关键因素。当前主要的冰阻力研究方法有经验公式法、模型/实船试验法和数值模拟方法。数值模拟方式能够对船舶破冰的全过程进行快速模拟,且模拟成本低,参数易于控制 、结果较为准确,是一种比较适宜的冰阻力预报方法。随着计算技术的进步,各种数值模拟方法层出不穷,其中包括基于网格单元的有限元模型,基于无网格方法的离散元模型、SPH法、近场动力学模型等;近年来,网格模型与无网格模型的耦合方法也逐渐发展起来。文章简要梳理了冰区航行船舶冰阻力数值研究的进展,并基于研究现状提出尚需进一步解决的问题,意在为进一步提高冰阻力数值模拟精度提供参考。     

渤海湾冰区船舶航行作业浅析

渤海每年冬季都有结冰情况,是北半球纬度最低的结冰海区,该区域入冬后当气温低于海水的冰点温度零下2℃,出现冰况,第二年立春后融化,通常冰况发生在12月上句至来年2月中下旬,冰情严重时在1月份,在正常的气候年份里。该区域冰情并不很严重,但是近几年来全球气候出现异动,西伯利亚冷空气活动频繁,渤海湾的冰情有加重的趋势,特别是2009—2012近三年来渤海出现了极其严重的冰冻现象。导致航道封锁,通航受阻,作业中断,有些船舶被冰封住,给港口设施、海上海洋石油勘探、石油钻井平台和采油平台造成很大的安全威胁。     

冰区航行船舶推进器特殊性分析

[目的]推进器是船舶航行过程中推力的来源,其设计是船舶设计过程中的关键部分。由于工作环境不同,冰区航行船舶推进器与敞水船舶推进器相比在载荷分析和设计上差别较大。为给冰区航行船舶推进器的设计提供依据,[方法]针对冰级桨的水动力特性、冰载荷以及空泡等性能的特殊性予以分析。[结果]结果显示,在冰区航行时,海冰的存在会导致船舶推进器遭受更大量级的载荷,并且在低进速时易引发推进器的空化现象,产生强烈的噪声。[结论]研究表明,设计冰级桨时要特别注意冰载荷的量级和空化效应,并考虑采用铜合金或奥氏体钢等耐低温材料建造推进器。     

北冰洋冰区航行的船舶操纵

船舶在北冰洋上航行遭遇的最大困难是冰区航行,处理不当可能会造成船毁人亡的海难事故.此文介绍船舶驾驶人员应了解的冰区航行的特点和掌握冰区航行船舶的操作方法,以安全通过北冰洋冰区,优质地完成营运和科考任务.     

冰区航行船舶推进器特殊性分析

  目的  为了准确评估破冰船在平整冰区航行时连续破冰过程中所受的冰阻力,同时了解不同预报方法的特点,采用经验公式法、数值模拟法以及船模试验法,对破冰船在平整冰中连续航行时的冰阻力进行预报。  方法  使用非线性有限元软件DYNA,分别基于传统有限元与黏聚单元法构造冰层数值模拟模型,模拟平整冰与破冰船相互作用时发生的弯曲断裂以及相互作用的过程。同时,采用经验公式法,用3种不同的经验公式进行冰阻力计算,对影响经验公式法预报结果的参数进行敏感性分析。  结果  研究发现：冰阻力随航速、冰厚度以及弯曲强度的增大呈上升趋势,其中冰厚对冰阻力的影响最大。3种经验公式中,Lindqvist公式的预报结果与船模试验结果更为接近,而Vance和Lewis公式更为保守。传统有限元与黏聚单元法在冰厚较小的情况下,冰阻力预报结果更准确,冰厚较大时误差较大,约25%。在冰厚较小航速较高的情况下,黏聚单元法预报的冰阻力值较传统有限元方法更为准确,与船模试验结果相比精度误差在10%以内。  结论  在实际的冰阻力预报中,可结合经验公式法与数值模拟法,兼顾预报结果的准确性与高效性。     

船舶穿越白令海峡与冰区航行

本文结合“埃德蒙顿”轮在白令海冰困遇难的教训，建议船舶谨慎进入白令海峡，同时对穿越白令海峡的船舶应作的准备、冰中航行的方法以及冰困后的救助措施进行了论述，希望对提高船舶穿越白令海峡的安全有所帮助。     

冰区航行船舶推进轴系扭转振动研究

本文以低速柴油机船舶推进轴系为研究对象,在对4叶螺旋桨单片桨叶与冰块相互作用激励力矩时域曲线基础之上,得到螺旋桨与冰块作用的总激励力矩时域曲线和频域曲线;采用集总参数法和系统矩阵法分别构建轴系振动模型和振动方程,对未考虑冰载荷和考虑冰载荷激励力矩作用下进行了轴系振动理论计算;同时通过实船测试验证了未考虑冰载荷激励力矩作用时振动数学模型和理论分析方法的正确性,对降低船舶轴系振动和提高船舶安全性具有一定的理论指导意义。     

冰区航行

如何保证船舶的冰区航行安全和冰区的货载安全?需要航海人员严格遵守冰区航行的相关规定,充分吸取前人的经验、教训,总结自己的实践经验。笔者有幸两次驾驶巴拿马型散装船冬季进入加拿大圣劳伦斯湾,都安全地完成了货载任务。现介绍如下,供参考。1对冰要有一定的认识     

冰区航行

在高纬度航区航行时，经常遇到冰况，因而本文作者从船舶接近冰区前的准备工作，到冰区航行时的船舶如何操纵，车舵、风、流的如何利用，以及必要时如何锚泊，以至遇到困境如何申请破冰船的解救，以亲身感受提供给同行。     

冰区航行船舶规范标准的发展

随着全球变暖步伐的加快,北极冰层逐渐减少,北极通航成为国际海事界的热点之一,冰区航行船舶引起了人们的更多关注。为此,国际海事组织(IMO)于2002年12月颁布了通函《在北极冰覆盖水域内船舶航行指南》,2009年12月通过了决议《在极地水域内船舶航行指南》,与此同时,国际船级社协会(IACS)于2006年颁布了统一要求《极地船级要求》。这样,上述规定就成为极地航行船舶的强制性要求。     

船舶冰区航行作业纪实及注意事项

世界部分区域和港口的冰冻现象给船舶进出和作业造成严重影响,船舶冰区航行作业将面临船员自身安全、压载水排放、螺旋桨保护、船体受损、设备受高寒无法运转、货物装卸无法按计划进行等多方面考验,需要航海人员严格遵守冰区航行的相关规定,充分吸取前人的经验教训并不断积累。以J轮冰区航行作业实践为例,对船舶在冰区航行的准备工作及注意事项加以总结,以期对冬季船舶防冰、抗冰工作提供帮助和参考。     

船舶冰区航行风险分析及安全建议

从船体结构、机械设备、船舶性能、船员保护等不同角度分析船舶在冰区航行面临的风险,阐述船舶开航前的安全措施和在冰区航行期间的注意事项,提出海事机构保障冰区船舶航行安全的具体措施,供冰区航行船舶和海事机构参考。