基于随机孔隙模型的海冰力学性质数值预报

发布时间：2021-08-30 06:24

　　随着全球气候变暖,人类极地海洋活动逐渐增多,需要大量极地船舶设备。极地海冰力学性质的研究是极地船舶设计的核心关键技术之一,本文将对海冰力学性质进行数值预报。海冰力学性质复杂且受到众多物理因素影响,目前关于海冰力学性质的研究多为实验研究。实验测量本身具有一定局限性,本文通过对海冰内部结构的观察分析提出了一种适用于模拟柱状海冰的随机孔隙模型（RPM）。将RPM模型数值计算结果与实验测量结果对比分析,验证了该模型在预报海冰力学性质方面的合理性。冰载荷预报过程中所需的海冰主要力学参数包括失效应力、弹性模量、泊松比、失效应变。孔隙率是判断海冰力学性质常用的物理参数,本文首先基于RPM模型预报了孔隙率对上述四个力学参数的影响,给出各个力学参数变化范围和趋势,为冰载荷数值预报提供了选择材料参数的参考。此外海冰还具有明显的尺度效应,本文基于RPM模型对海冰尺度效应进行预报分析,为海冰力学性质进一步深入研究提供参考。 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 海冰物理性质
        1.2.2 海冰力学性质
    1.3 本文内容
2 RPM模型介绍与模型验证
    2.1 RPM模型介绍
        2.1.1 海冰微观结构与RPM模型的生成
        2.1.2 RPM模型中的渗流现象
    2.2 海冰材料属性
    2.3 RPM模型的验证
    2.4 本章小结
3 基于RPM模型探究海冰孔隙率对力学性质影响
    3.1 海冰断裂失效过程
    3.2 孔隙率对海冰力学性质影响
    3.3 孔隙结构作用的研究
    3.4 理论预报
    3.5 本章小结
4 基于RPM模型对海冰尺度效应的研究
    4.1 海冰强度尺度效应预报
    4.2 海冰弹性模量尺度效应预报
    4.3 海冰泊松比尺度效应预报
    4.4 海冰失效应变尺度效应预报
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]融冰期北极海冰单轴压缩强度的试验研究[J]. 王庆凯,雷瑞波,李志军.  哈尔滨工程大学学报. 2018(10)
[2]尺寸效应对海冰压缩强度的影响[J]. 资林钦,王国军,王帅飞,李书兴,张大勇,岳前进.  水利科学与寒区工程. 2018(03)
[3]极地破冰船世界各国发展概况及中国极地发展策略[J]. 臧瑞斌.  中国水运(下半月). 2016(11)
[4]极地船舶核心关键基础技术现状及我国发展对策[J]. 朱英富,刘祖源,解德,李万红.  中国科学基金. 2015(03)
[5]大凌河口附近海冰的内部结构分析[J]. 黄文峰,孔祥鹏,杨跃忠,张丽敏,李志军,许占堂.  海洋通报. 2010(03)
[6]北极生长的多年海冰晶体结构分析[J]. 李志军,康建成.  冰川冻土. 2001(04)
[7]渤海冰尺寸效应的实验研究[J]. 沈梧,李洪升,张小朋,白树林.  大连工学院学报. 1988(02)

博士论文
[1]北极航道融冰期海冰物理和力学工程参数研究[D]. 王庆凯.大连理工大学 2019
[2]极区航道海冰时空分布及其物理力学性质研究[D]. 韩红卫.大连理工大学 2016



本文编号：3372245