极地科考船在规则波中的参数横摇数值模拟

以一艘极地科考船为研究对象,利用基于Rankine面元法的Wasim模块,分析其在不同波浪条件下参数横摇发生的规律。首先建立了适合Wasim模块计算的数值模型,基于考虑黏性的CFD模拟下的自由横摇运动引入了非线性阻尼,进而验证了在Wasim中进行横摇运动模拟的准确性;然后模拟了船舶谐摇的情况,将谐摇结果作为基本值对比后续的参数横摇结果;最后模拟了不同浪向角和波浪频率下的船舶参数横摇运动,分析了极地科考船发生参数横摇的规律。结果表明,Wasim模块能够较好地模拟船舶横摇运动;参数横摇发生在遭遇频率为固有频率1.95～2.1倍区间范围内;无航速下,在横浪附近的参数横摇较为严重,容易引起船舶倾覆;设计航速下,参数横摇更易发生在迎浪的波浪条件下。     

船-冰碰撞中考虑温度影响的冰体材料本构模型研究

近年来随着全球气候变暖加剧,海冰消融速度加快,北极航道的全面开通成为可能。北极地区环境恶劣,即使在夏季浮冰和冰山也广泛存在,对极地船舶结构安全性产生了严重的威胁,船-冰碰撞问题也越来越受到国内外学者的关注。但是,由于海冰材料复杂的物理和力学特性,目前对海冰以及冰载荷的研究仍然面临诸多困难,其中对其本构关系的合理准确描述一直是影响相关问题计算分析的关键因素。本文结合国内外海冰实验数据,考虑温度的影响,建立了基于多曲面屈服准则的海冰材料本构模型,通过二次开发编写材料本构子程序并嵌入有限元软件LS-DYNA材料模型中。以此为基础,建立典型工况船-冰碰撞场景,分析了船体结构与冰体结构的损伤变形特点。本文研究成果可为极地船舶的结构设计制造与安全性评估提供参考。     

挪威博物馆拾零

海盗船博物馆 抱着对北欧海盗的极大兴趣,初夏的一个周末,我在奥斯陆码头乘船来到了贝格尔半岛。这是博物馆集中的一个地区,这里有海盗船博物馆、极地船博物馆、草船博物馆和挪威海事博物馆。 登上贝格尔半岛,步行几分钟就来到了海盗船博物馆。这是一个外观十分独特的大十字形建筑,它是1913年由安博哥建筑师设计的。 一走进博物馆,两艘硕大的古式木船就呈现在眼前,这就是于1880年和1904年出土的两艘     

冰级定义的有关分析及建议

阐述了各主要船舶冰区加强规范的冰级定义,对其适用范围、参数类型等作比较分析;对IACS、CCS相关规范条文的改进、完善提出参考意见。     

极地十八缆物探船关键物探设备布置

针对北极油气资源物探作业需求,通过对国内外先进的多缆物探船探究,对极地十八缆物探船关键物探设备选型、优化及布置进行研究,同时考虑到极地航行需求,充分利用有限甲板平面及高度空间,合理布置数字电缆收放系统、震源设备系统和扩展器收放系统3大关键物探设备系统.研究结果为极地十八缆物探船的船型开发奠定了基础.     

极地环境载人潜水器发展关键技术分析

针对极地特殊环境和中国在极地的战略需求,结合我国在载人潜水器领域多年的设计、制造、应用和维护经验,首先详细分析载人潜水器的系统组成、主要设备和关键技术,然后对于极地的低温、高纬度、大范围冰盖、复杂水声环境等主要特点,最后在技术层面总结发展极地载人潜水器所涉及的关键技术。     

极地气候下水平圆管自然对流换热分析

电伴热是极地工程装备的一种保温和防冻方式,自然对流是影响电伴热系统换热的关键因素。论文针对极地装备的圆管构件,基于传热学理论设计和建立极地气候环境模拟实验室,用于测量极地环境下的水平圆管自然对流换热,其温度范围为-51.7～0.7°C,加热功率范围为0.5～21.1 W。采用恒热流加热方式,分析加热功率和环境温度对自然对流换热系数的影响,并基于试验数据提出了瑞利数Ra在3 790～111 000范围时它与努塞尔数Nu的函数表达式。数值计算结果表明,水平圆管自然对流换热系数随着加热功率的升高和环境温度的降低而增大,与试验数据整体误差在±20%以内。     

基于冰区快速性预报的极地小型邮轮通航信息细化方法

极地邮轮航线规划是冰区航行安全性和经济性的重要保障。面向极地小型邮轮航线规划的需求,基于冰水池模型试验进行了冰区航行快速性预报,提出细化的冰区航行风险评估方法,并给出不同海冰条件下的可达航速建议。据此建立了精细化的通航信息地图,为航线规划打好基础。     

国内外极地海冰业务化预报系统概述

在全球气候变暖和北极海冰快速减少背景下,极地海冰预报发挥着越来越重要的作用。提高极地海冰预报能力是极区船只航行以及极区能源开发与保护等许多领域和方面的重要保障。近年来,各国发展并建立极地海冰预报系统,极地海冰业务化预报取得了显著进展。通过对海冰数值动力模拟进行模型开发、检验和验证,使模式结果不断向观测值靠拢,以实现灵活、强大的海冰模拟的目标,提高对极地海冰演化的预测。我国的极地海冰业务化预报系统在准实时同化海冰密集度和海冰厚度的基础上,实现了卫星观测海洋表面温度数据的融合,解决了极区观测变量数据同化技术中海冰-海洋界面物质和能量的协同调整的难题,为极地科考和商业航行提供更精细化、更准确的海冰预报服务能力。文中简要介绍国内外极地海冰业务化预报系统的现状,并展望了未来发展的难点与问题。     

极地某构型船首与浮冰碰撞的数值模拟研究

近年来,随着北极海冰的覆盖面积和厚度不断减小,极地航行装备越来越受到关注。北极航区相较于传统航区,海冰与船舶进行更频繁的相互作用,是造成船体结构疲劳损伤的主要原因之一。因此模拟海冰与船碰撞的动态过程,并对影响因素进行分析,对于预报在极区航行的船舶结构动力响应有着重要作用。文章提出了可应用于商业软件LS-DYNA的模拟冰材料参数,并根据ISO的P-A曲线验证了其可行性,构建了船首模型;在船首航行方向速度分别为5 kn、6 kn和7 kn,浮冰尺寸为10 m×10 m×0.6 m的工况下,模拟船首与浮冰碰撞的过程并进行参数影响分析。