冰与海洋结构相互作用问题的分析及模拟
发布时间：2021-11-14 22:08
北极冰川出现季节性消融,北极航道也即将开通,这使得大规模开发极区油气资源成为可能。随着极区工程活动规模化发展,海冰灾害频发,海冰与结构物相互作用的问题日益突出。为了更好地开发海洋,研究冰与海洋结构相互作用问题对于极区资源开发意义重大。长期以来,各国学者利用理论分析、数值模拟、模型试验、原型测量等全方位研究手段,对海冰问题开展了深入系统的研究工作。近年来,数值模拟方法在工程海冰应用中得到了较大发展。依托离散元方法建立的模型可以很好地描述冰与海洋工程结构物相互作用过程中的破坏模式,并揭示海冰破坏模式与结构冰载荷之间的关系。本文采用工程海冰的离散元方法模拟了冰与海洋结构的相互作用,开展了海冰离散元分析计算等工作,研究了不同类型海洋结构和海冰相互作用时产生的冰荷载以及海冰堆积问题。研究内容主要包括以下两个方面:（1）对核电取水口结构前的浮冰堆积问题进行了离散元模拟。分析了海冰的速度、密集度及冰量三个参数对结构前海冰堆积过程的影响,从而对海冰最大堆积高度进行合理预判,降低了工程结构因浮冰堆积造成的危害,为海洋结构的合理设计和安全运行提供了参考。（2）对平整冰与海洋锥体结构的相互作用过程进行了模拟...
【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】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 海冰在结构前的破坏模式
1.2.1 极区海洋结构
1.2.2 海冰的破坏模式及堆积问题
1.3 国内外研究进展
1.3.1 原型观测
1.3.2 模型试验
1.3.3 数值模拟
1.4 本文研究内容
2 面向工程海冰的离散元模拟方法
2.1 引言
2.2 海冰离散元方法
2.2.1 离散单元法基本流程
2.2.2 球体颗粒单元的粘结与失效
2.2.3 时间步长
2.3 离散元模型构建
2.3.1 闵可夫斯基和运算方法
2.3.2 扩展圆盘单元模型的构建
2.4 小结
3 核电工程结构前海冰堆积问题的数值模拟
3.1 引言
3.2 工程问题及其数值模拟
3.2.1 工程问题
3.2.2 离散元数值模拟
3.3 浮冰堆积高度影响因素分析
3.3.1 浮冰密集度及冰速对堆积高度的影响
3.3.2 冰量对堆积高度的影响
3.4 小结
4 锥体海洋结构冰荷载问题的数值模拟
4.1 引言
4.2 离散元数值模拟及验证
4.3 结构冰荷载影响因素分析
4.3.1 冰速对冰荷载的影响
4.3.2 水线处直径对冰荷载的影响
4.3.3 锥角对冰荷载的影响
4.4 小结
结论
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]核电取水口海冰堆积问题的数值模拟[J]. 王延林,张亚伟,许宁,孙珊珊,张大勇,岳前进,杜宇. 哈尔滨工程大学学报. 2019(10)
[2]新时代“冰上丝绸之路”的发展布局研究[J]. 夏立平. 人民论坛·学术前沿. 2018(11)
[3]红沿河核电站取水口海冰堆积特性的离散元分析[J]. 龙雪,季顺迎,王跃方. 海洋工程. 2018(03)
[4]中俄北极合作走廊建设构想[J]. 李振福,王文雅,米季科·瓦列里·布罗尼斯拉维奇. 东北亚论坛. 2017(01)
[5]海冰与自升式海洋平台相互作用GPU离散元模拟[J]. 狄少丞,季顺迎. 力学学报. 2014(04)
[6]船舶在碎冰区航行的离散元模型及冰载荷分析[J]. 李紫麟,刘煜,孙珊珊,卢云亮,季顺迎. 力学学报. 2013(06)
[7]海冰与直立结构相互作用的离散单元数值模拟[J]. 季顺迎,狄少丞,李正,毕祥军. 工程力学. 2013(01)
[8]海冰离散元模型的研究回顾及展望[J]. 季顺迎,李春花,刘煜. 极地研究. 2012(04)
[9]2010年渤海海冰灾害特征分析[J]. 孙劭,苏洁,史培军. 自然灾害学报. 2011(06)
[10]基于现场观测的海洋结构冰堆积过程和危害分析[J]. 岳前进,许宁,崔航,马春杰. 中国海洋平台. 2011(03)
博士论文
[1]海洋结构物作用下海冰破坏模式及冰载荷的离散元分析[D]. 龙雪.大连理工大学 2019
[2]基于闵可夫斯基和理论的扩展离散元模型及其应用[D]. 孙珊珊.大连理工大学 2017
[3]抗冰结构的原型测量与分析评价技术研究[D]. 王延林.大连理工大学 2011
[4]锥体海洋结构的冰荷载研究[D]. 许宁.大连理工大学 2011
[5]基于实验数据分析的直立结构挤压冰荷载研究[D]. 郭峰玮.大连理工大学 2010
[6]渤海海冰数值模拟及其工程应用[D]. 季顺迎.大连理工大学 2001
硕士论文
[1]寒区结构海冰风险分析与管理方法研究[D]. 赵熺煜.大连理工大学 2018
[2]渤海海域导管架平台前碎冰堆积进程研究[D]. 袁光奇.天津大学 2014
[3]锥形结构前碎冰堆积行为的模型试验研究[D]. 周晓东.天津大学 2012
[4]应用可视化技术研究近海建筑物前海冰堆积过程[D]. 解福奇.大连理工大学 2004
本文编号：3495438
【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】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 海冰在结构前的破坏模式
1.2.1 极区海洋结构
1.2.2 海冰的破坏模式及堆积问题
1.3 国内外研究进展
1.3.1 原型观测
1.3.2 模型试验
1.3.3 数值模拟
1.4 本文研究内容
2 面向工程海冰的离散元模拟方法
2.1 引言
2.2 海冰离散元方法
2.2.1 离散单元法基本流程
2.2.2 球体颗粒单元的粘结与失效
2.2.3 时间步长
2.3 离散元模型构建
2.3.1 闵可夫斯基和运算方法
2.3.2 扩展圆盘单元模型的构建
2.4 小结
3 核电工程结构前海冰堆积问题的数值模拟
3.1 引言
3.2 工程问题及其数值模拟
3.2.1 工程问题
3.2.2 离散元数值模拟
3.3 浮冰堆积高度影响因素分析
3.3.1 浮冰密集度及冰速对堆积高度的影响
3.3.2 冰量对堆积高度的影响
3.4 小结
4 锥体海洋结构冰荷载问题的数值模拟
4.1 引言
4.2 离散元数值模拟及验证
4.3 结构冰荷载影响因素分析
4.3.1 冰速对冰荷载的影响
4.3.2 水线处直径对冰荷载的影响
4.3.3 锥角对冰荷载的影响
4.4 小结
结论
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]核电取水口海冰堆积问题的数值模拟[J]. 王延林,张亚伟,许宁,孙珊珊,张大勇,岳前进,杜宇. 哈尔滨工程大学学报. 2019(10)
[2]新时代“冰上丝绸之路”的发展布局研究[J]. 夏立平. 人民论坛·学术前沿. 2018(11)
[3]红沿河核电站取水口海冰堆积特性的离散元分析[J]. 龙雪,季顺迎,王跃方. 海洋工程. 2018(03)
[4]中俄北极合作走廊建设构想[J]. 李振福,王文雅,米季科·瓦列里·布罗尼斯拉维奇. 东北亚论坛. 2017(01)
[5]海冰与自升式海洋平台相互作用GPU离散元模拟[J]. 狄少丞,季顺迎. 力学学报. 2014(04)
[6]船舶在碎冰区航行的离散元模型及冰载荷分析[J]. 李紫麟,刘煜,孙珊珊,卢云亮,季顺迎. 力学学报. 2013(06)
[7]海冰与直立结构相互作用的离散单元数值模拟[J]. 季顺迎,狄少丞,李正,毕祥军. 工程力学. 2013(01)
[8]海冰离散元模型的研究回顾及展望[J]. 季顺迎,李春花,刘煜. 极地研究. 2012(04)
[9]2010年渤海海冰灾害特征分析[J]. 孙劭,苏洁,史培军. 自然灾害学报. 2011(06)
[10]基于现场观测的海洋结构冰堆积过程和危害分析[J]. 岳前进,许宁,崔航,马春杰. 中国海洋平台. 2011(03)
博士论文
[1]海洋结构物作用下海冰破坏模式及冰载荷的离散元分析[D]. 龙雪.大连理工大学 2019
[2]基于闵可夫斯基和理论的扩展离散元模型及其应用[D]. 孙珊珊.大连理工大学 2017
[3]抗冰结构的原型测量与分析评价技术研究[D]. 王延林.大连理工大学 2011
[4]锥体海洋结构的冰荷载研究[D]. 许宁.大连理工大学 2011
[5]基于实验数据分析的直立结构挤压冰荷载研究[D]. 郭峰玮.大连理工大学 2010
[6]渤海海冰数值模拟及其工程应用[D]. 季顺迎.大连理工大学 2001
硕士论文
[1]寒区结构海冰风险分析与管理方法研究[D]. 赵熺煜.大连理工大学 2018
[2]渤海海域导管架平台前碎冰堆积进程研究[D]. 袁光奇.天津大学 2014
[3]锥形结构前碎冰堆积行为的模型试验研究[D]. 周晓东.天津大学 2012
[4]应用可视化技术研究近海建筑物前海冰堆积过程[D]. 解福奇.大连理工大学 2004
本文编号：3495438
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3495438.html
