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.     

冰区护航与靠泊安全之我见

我国北方港口,特别是在渤海的莱州湾、渤海湾、辽东湾的港口,每年冬季都有不同程度的结冰,这时的冰区破冰护航,一般是由拖轮承担,护航拖轮在前面破冰,需护航的船在其后随航.但当冰层厚度超过30厘米时,破冰拖轮和随航船前进非常艰难.由于冰层叠加造成厚度不均时,一但前面的拖轮破冰受阻,后面的随航船就向前面的拖轮冲上来,容易造成追尾事故,为了改变这种局面,我船曾试验改拖轮在需护航船前面破冰为在其后面顶推破冰,收到良好效果.     

冰区船艏部连续破冰模式下破冰阻力数值计算研究

随着计算机技术的发展,数值计算方法已经成为研究冰区船航行性能的有效工具。本文在依托中国船舶科学研究中心小型冰水池（CSSRC SIMB）对破冰船艏部破冰阻力及破冰模式试验研究的基础上,采用离散元基本原理,建立离散元数值计算模型Bri-DEM,对连续破冰模式下船艏模型的破冰阻力进行数值计算,分析冰层破坏模式,并利用冰水池模型试验数据和经验公式对其进行校核,最后利用该计算模型对冰厚和船艏倾角的影响进行预报。研究成果可为冰区船舶冰阻力预报、航行性能评估和船型设计优化等提供有益的技术参考。     

破冰船冲破冰层的有限元数值仿真研究

基于＂冲撞式＂破冰法以及有限元仿真法的原理,利用MSC.Patran/Dytran软件进行冰载荷的数值模拟,研究模拟破冰船冲撞冰层的过程中的关键技术,分析确定适合于本文所用的研究方案,对整个破冰过程中冰层的变化过程进行分析,并通过对比不同的冲撞速度、撞击角度以及冰层厚度,研究这些参数的不同对破冰船破冰能力的影响。     

基于流固耦合方法的极地船型破冰性能研究

破冰性能是极地船舶总体性能的重要组成部分,开展极地船舶破冰性能理论研究对极地船舶的船型开发具有重大意义。论文选用带有塑性应变失效准则的弹性断裂失效材料模型模拟平整冰层,采用LS-Dyna流固耦合方法模拟极地船舶在极地无限冰区中连续破冰航行的场景,分析3种不同船型船舶的破冰性能差异。研究结果表明,在平整冰区连续破冰航行过程中,极地船舶所受冰载荷具有高度非线性震荡特征,船首与冰层直接作用区域的应力呈环状分布。直立型首和球鼻型首极地船型主要使冰层发生挤压破坏,而破冰型首极地船型能够有效引导冰层发生下压弯曲破坏,并最大程度地限制冰层的挤压破坏,其破冰性能优于其余两船型。     

半潜式破冰船

苏联工程师瓦迪坶·皮库尔新设计的破冰船。他声称新型的破冰船将使目前的原子能破冰船远远落后。新设计的排水量为一万吨的半潜式破冰船,可以在水面上航行,也可以半潜式航行。它以特別加强的船壳结构和“梳子”式的破冰设备来破冰。在冰层相当厚的情况下,它可先潜入一个预定的深度,然后很快地排出压载水,使船体快速往上浮,从下面往上顶。把冰层顶破。它的破冰能力将比目前的破冰船提高许多,可破碎厚达五米的冰层。     

俄罗斯第一艘北极地区穿梭运输油轮交付

由俄罗斯国有公司Sovcomflot向韩国三星重工订造．该油轮无需破冰装置．能够在厚达1．7米的冰中向前或向后航行，为美国船级社和俄罗斯船级社的双重船级．符合俄罗斯船级社最为严格的LU6冰级标准。     

船舶

据《韩国经济》8月25日报道，韩国现代重工研制的全球最大破冰货船已成功通过船型性能测试。该船破冰厚度17米，时速6节，长310米，宽51米，可运载19万吨铁矿石。报称，北极蕴藏大量铁矿石、天然气和原油等资源。如进行开发，将需要大型破冰货船；同时，北极航线可使亚洲至欧洲的航程缩短40％左右，但这一航线也需使用大型破冰货船...     

苏联的新式破冰船

苏联最近建了一艘新型半潜水破冰船。它使用2万千瓦的动力,在时速15公里时能破3米厚的冰层。它的效力是同样动力的传统破冰船的5倍。在半潜水状态下排水量达到6万吨时,它能破碎5米厚的冰层。而那些依靠自重和冲力的传统破冰船是不能破碎5米厚的冰层的。破冰锯排列在宽阔的甲板上,水平舵和     

俄已建成新型破冰船

日前，俄圣彼得堡巴尔迪斯基船厂已建成新型柴电动力的破冰船。此船属俄制的新一代多功能破冰船的第一艘，造价1．85亿美元。该船主要用于运送大型坦克，营救被困的舰艇，清扫深海的石油和化学毒品等。其外壳还具有可突破1米厚的冰层的强力特性。     

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。     

我国首艘具有破冰功能的大型航标船“海巡156”轮在武汉下水

正4月15日,我国首艘具备破冰能力的大型航标船"海巡156"轮在中国船舶武船集团双柳造船基地下水。该轮列编后将主要用于北方冰冻港口、航道的助航设施布设、撤除、更换和维护作业,可填补我国航标船无破冰能力的空白,有效提升航海保障服务能力。"海巡156"轮于2019年4月开工建造,预计今年9月列编交通运输部北海航海保障中心。该轮总长74.9米,型宽14.3米,型深6.2米,排水量约2 400吨,采用全电力驱动、双回转舵桨推进系统,在5节航速下能破冰0.5米,在3.5节航速下能破冰0.6米,     

基于非线性有限元法的船舶冰区破冰数值模拟

应用非线性有限元法进行了破冰船冰区破冰数值模拟。通过比较数值模拟结果和试验结果,对冰体材料模型进行了验证;采用该冰体材料模型,对破冰船以不同航速在不同厚度的层冰中破冰航行时的动态响应进行了数值研究,给出了破冰过程中层冰的变形、冰力的大小以及冰的变形能和动能变化,分析了船速、冰层厚度对破冰阻力的影响。该研究结果对分析破冰船在层冰中破冰时的动态响应特性具有一定的参考价值。     

“雪龙2”号极地科考破冰船在沪下水

正2018年9月10日,我国首艘自主建造的极地科考破冰船"雪龙2"号在上海命名下水。其船长122.5米,宽22.3米,7.85米,排水量约13 990吨,自持力60天,载员90人,能以2～3节的航速在冰厚1.5米+0.2米雪的环境中连续破冰航行,满足无限航区要求,具备全球航行能力。"雪龙2"号采用国际先进的船艏船艉双向破冰船型设计,并具备全回转电力推进功能和冲撞破冰能力,可实现极区原地360°自由转动,并可突破极区20米当年冰冰脊,船舶机动能力比"雪龙"号大幅提升。     

破冰货船

苏联最近造出了几艘能破冰的货船,可以应用在苏联北部冰冻的港口和海面上。这种2万吨能破冰的多用途货船,不但可以满足滚装、集装箱的需要,而且也适合装谷物、煤、矿砂、化学品等货物的需要。这种船自身配备有一种空气气泡装置,这种气泡装置可以减少冰层对船舶前进的阻     

基于非线性有限元法的船舶冰区破冰数值模拟（英文）

应用非线性有限元法进行了破冰船冰区破冰数值模拟。通过比较数值模拟结果和试验结果,对冰体材料模型进行了验证;采用该冰体材料模型,对破冰船以不同航速在不同厚度的层冰中破冰航行时的动态响应进行了数值研究,给出了破冰过程中层冰的变形、冰力的大小以及冰的变形能和动能变化,分析了船速、冰层厚度对破冰阻力的影响。该研究结果对分析破冰船在层冰中破冰时的动态响应特性具有一定的参考价值。     

从“Aurora Borealis”号看科考破冰船的设计思路

＂Aurora Borealis＂号是世界上所设计的具有最高破冰能力的重型破冰船,具备连续破碎超过2.5米厚的多年冰和通过最高15米冰脊的能力,可在北极和南极水域全年执行包括科考钻井项目在内的研究任务,而无需其他船舶的支持。该船集破冰船、钻井船、多用途船等多种船型于一体,在设计建造方面＂Aurora Borealis＂号没有先例可循,因此需要开发和制定新的技术概念。设计工作遇到了相当多的挑战,其中之一是如何选择在最大厚度达到2米的实心浮动薄冰环境中进行破冰、航行和定位的推进概念与装置。     

基于VUMAT的海洋结构物撞冰行为数值仿真

对海洋结构物撞冰行为和冰载荷特性进行研究.基于ABAQUS通用有限元软件平台开发理想弹塑性冰材料VUMAT用户子程序;根据Tsai-Wu屈服准则和经验失效准则,采用完全隐式向后欧拉回映算法实现冰材料应力和应变的更新,并通过单个单元的压缩和拉伸试验验证该子程序的可行性.采用已开发的冰材料VUMAT子程序模拟刚性直立圆柱结构以不同速度撞击平整冰排,研究海冰的损伤过程,并分析碰撞速度对结构物承受冰载荷的影响.模拟刚性勺型破冰艏冲撞式破冰场景,并研究冰层厚度对冰载荷的影响.     

冰级油船发展及市场需求概况

冰级油船。是能够在冰区水域航行的油船，主要航行于波罗的海和北冰洋海域。考虑到航行环境。冰级油船的结构性能和船体坚固性要优于普通油船。同时，由于冰级油船对动力要求较高，燃料舱结构与普通油船也有显著区别。按照劳氏船级社的分类，能够在0．8米厚冰层中行驶的冰级油船为“1A”级。能够在1米以上冰层中行驶的为“1A^＊”级。这两种油船通常称为高规格结构加强型冰级油船。[第一段]     

韩进将建韩最大极地科考船

韩国海洋研究院下属极地研究所目前在政府支援下投资1040亿韩元，在韩进重工订造韩国最大的极地海域破冰科考船“阿拉恩”号。该船全长110米，型宽19米，排水量为6950吨，航速16节，乘员85名。据了解，该船的建造费用为754亿韩元，研究设备耗资286亿韩元。