水介质中船冰碰撞的解耦方法及动态响应研究
发布时间：2022-01-02 16:37
伴随极地冰川开始融化,北极航道的开通指日可待,2004年冰岛北极理事会在《北极人类发展报告》中指出:北极地区将会成为人类在未来数十年里油气勘探与开发、海上运输的主要场所之一。2018年1月中国政府发表《中国的北极政策》白皮书为极地的发展贡献中国智慧与中国力量。一方面北极航道的开辟已成为必然,另一方面航道内漂浮的浮冰和流动的冰山对航行于该海域的普通运输船舶构成极大的威胁,使得船与浮冰或冰山发生碰撞的概率大大增加,该航行该海域的船舶造成严重影响。目前在研究水介质中船-水-冰碰撞通常是将水介质作为“附连水质量”转化为船-冰二者的碰撞,本文在此基础上将水介质进一步细化为预加在船体碰撞面上预压力,从而对船-水-冰三者的耦合实行解耦。从而开展运输船舶在船-水-冰耦合作用下的船冰碰撞动态响应研究,对于提高极地船舶的结构安全性具有重要的科学意义。本文主要工作如下:（1）水介质对船-冰碰撞预压力影响的简化计算方法研究。开展基于数值模拟船冰大位移运动的动态网格更新技术,基于RANS方程和改进的双相流流体体积函数（VOF）模型,通过改变船体与冰体相对速度V、碰撞角度β,实时预报靠拢全过程船首表面压力变化和自...
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
北极海域与航道Fig.1.1Arcticoceanandchannel虽然，覆盖于北极海域的冰山以及冰原的融化使新航道的开辟成为可能，但是也
图 2 Titanic 事件示意图Fig.2 Titanic Disaster夺的战略形势下，我国在极地船舶核心关键基础问题的研究方国极地运输船舶研发建造能力提升的重要原因，继而影响我国展的新一轮北极战略部署。，开展运输船舶在船-冰碰撞载荷作用下的结构响应研究，是极关键基础问题。在此背景下，本课题通过将船-水-冰三者耦合量”的基础上通过预加在船首表面预压力简化为船-冰二者碰撞展了船-冰碰撞动态响应研究。对于提高极地运输船舶的结构安义，有利于提高我国极地运输船舶在冰区航行中的安全性能，，促进中高纬度海域海洋资源的合理开发与利用。因此，本研意义与实际工程价值的课题。研究现状算流体力学方法
vypFzvwyvvxvutvby2 wzpFzwwywvxwutwbz2 的数值模拟方法流模拟方法分类，可以将湍流数值模拟方法分为两大类，包括直接数值模拟方al Simulation，DNS)和非直接数值模拟方法。其中，对于直接求解瞬量方程的方法我们称之为直接数值模拟方法；在一定程度对湍流进，而对于湍流的脉动特性不进行直接计算，我们称这种方法为非直对于非直接数值模拟方法又可分为三大类：包括大涡模拟(Ln，LES)、统计平均法和 Reynolds 平均法(RANS)。在图 2.1 中简要分类：
【参考文献】：
期刊论文
[1]冰区加强LNG船舷侧抗撞性能仿真研究[J]. 徐双东,胡志强,陈刚. 船舶工程. 2016(06)
[2]碎冰条件下冰区船阻力性能试验研究[J]. 郭春雨,谢畅,王帅,李夏炎,骆婉珍. 哈尔滨工程大学学报. 2016(04)
[3]冲撞式破冰引起的船舯垂向弯矩计算方法研究(英文)[J]. 任慧龙,王川,李辉,翟帅帅,王金峰. 船舶力学. 2014(09)
[4]冰载荷作用下船首结构碰撞数值仿真计算与分析[J]. 张充霖. 中国海上油气. 2014(S1)
[5]采用直接计算方法的冰载荷下极地船舶强度评估(英文)[J]. 齐奎利,刘俊,刘社文,王革. 船舶力学. 2014(06)
[6]北极地区含油气潜力及勘探开发趋势分析[J]. 赵喆,梁英波,胡菁菁,李晨成,张平. 地学前缘. 2014(03)
[7]船——冰碰撞载荷下球鼻艏结构动态响应研究[J]. 张健,万正权,陈聪. 船舶力学. 2014(Z1)
[8]舷侧结构与冰碰撞的有限元仿真方法[J]. 宋艳平,张爱锋. 大连海事大学学报. 2013(04)
[9]船舶在迎浪中运动响应和波浪增阻的RANS数值模拟[J]. 沈志荣,叶海轩,万德成. 水动力学研究与进展A辑. 2012(06)
[10]海冰的本构关系及其抗压强度研究[J]. 张效忠,白若阳,江爱民. 力学与实践. 2009(06)
博士论文
[1]船舶性能数值水池关键技术研究与应用[D]. 杨春蕾.上海交通大学 2014
[2]基于CFD的船舶阻力性能综合研究[D]. 倪崇本.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]冰材料模型与局部形状对船冰碰撞影响研究[D]. 高岩.上海交通大学 2015
[2]基于非线性有限元方法的船舶—冰层碰撞数值研究[D]. 王健伟.上海交通大学 2015
本文编号：3564518
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
北极海域与航道Fig.1.1Arcticoceanandchannel虽然，覆盖于北极海域的冰山以及冰原的融化使新航道的开辟成为可能，但是也
图 2 Titanic 事件示意图Fig.2 Titanic Disaster夺的战略形势下，我国在极地船舶核心关键基础问题的研究方国极地运输船舶研发建造能力提升的重要原因，继而影响我国展的新一轮北极战略部署。，开展运输船舶在船-冰碰撞载荷作用下的结构响应研究，是极关键基础问题。在此背景下，本课题通过将船-水-冰三者耦合量”的基础上通过预加在船首表面预压力简化为船-冰二者碰撞展了船-冰碰撞动态响应研究。对于提高极地运输船舶的结构安义，有利于提高我国极地运输船舶在冰区航行中的安全性能，，促进中高纬度海域海洋资源的合理开发与利用。因此，本研意义与实际工程价值的课题。研究现状算流体力学方法
vypFzvwyvvxvutvby2 wzpFzwwywvxwutwbz2 的数值模拟方法流模拟方法分类，可以将湍流数值模拟方法分为两大类，包括直接数值模拟方al Simulation，DNS)和非直接数值模拟方法。其中，对于直接求解瞬量方程的方法我们称之为直接数值模拟方法；在一定程度对湍流进，而对于湍流的脉动特性不进行直接计算，我们称这种方法为非直对于非直接数值模拟方法又可分为三大类：包括大涡模拟(Ln，LES)、统计平均法和 Reynolds 平均法(RANS)。在图 2.1 中简要分类：
【参考文献】：
期刊论文
[1]冰区加强LNG船舷侧抗撞性能仿真研究[J]. 徐双东,胡志强,陈刚. 船舶工程. 2016(06)
[2]碎冰条件下冰区船阻力性能试验研究[J]. 郭春雨,谢畅,王帅,李夏炎,骆婉珍. 哈尔滨工程大学学报. 2016(04)
[3]冲撞式破冰引起的船舯垂向弯矩计算方法研究(英文)[J]. 任慧龙,王川,李辉,翟帅帅,王金峰. 船舶力学. 2014(09)
[4]冰载荷作用下船首结构碰撞数值仿真计算与分析[J]. 张充霖. 中国海上油气. 2014(S1)
[5]采用直接计算方法的冰载荷下极地船舶强度评估(英文)[J]. 齐奎利,刘俊,刘社文,王革. 船舶力学. 2014(06)
[6]北极地区含油气潜力及勘探开发趋势分析[J]. 赵喆,梁英波,胡菁菁,李晨成,张平. 地学前缘. 2014(03)
[7]船——冰碰撞载荷下球鼻艏结构动态响应研究[J]. 张健,万正权,陈聪. 船舶力学. 2014(Z1)
[8]舷侧结构与冰碰撞的有限元仿真方法[J]. 宋艳平,张爱锋. 大连海事大学学报. 2013(04)
[9]船舶在迎浪中运动响应和波浪增阻的RANS数值模拟[J]. 沈志荣,叶海轩,万德成. 水动力学研究与进展A辑. 2012(06)
[10]海冰的本构关系及其抗压强度研究[J]. 张效忠,白若阳,江爱民. 力学与实践. 2009(06)
博士论文
[1]船舶性能数值水池关键技术研究与应用[D]. 杨春蕾.上海交通大学 2014
[2]基于CFD的船舶阻力性能综合研究[D]. 倪崇本.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]冰材料模型与局部形状对船冰碰撞影响研究[D]. 高岩.上海交通大学 2015
[2]基于非线性有限元方法的船舶—冰层碰撞数值研究[D]. 王健伟.上海交通大学 2015
本文编号：3564518
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