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破冰船破冰过程的数值仿真方法研究
| 论文题名： | 破冰船破冰过程的数值仿真方法研究 |
| 关键词： | 破冰船;船冰碰撞;数值仿真;力学参数 |
| 摘要： | 船冰碰撞是一个复杂的动力学过程，目前未有成熟有效的理论方法预报船冰之间的相互作用。随着有限元技术的发展，以及软件中材料库的丰富，采用动力仿真方法模拟船冰相互作用成为一种有效的手段。采用非线性有限元分析方法模拟船冰碰撞时，海冰本构模型是决定计算结果的最重要因素之一，因此本文对四种海冰本构模型进行了较为深入的研究，并与由试验回归的Lindqvist经验公式结果进行比较，分析四种本构模型在数值仿真中的适用性。在此基础上，研究提出了一套预报破冰船破冰能力、艏部局部强度和船舯总纵强度的数值方法。 本文的主要工作有： （1）对海冰的物理性能进行了研究，对比海冰在不同加载率下的物理力学参数，确定适用于船冰碰撞动态过程的海冰参数。 （2）对海冰本构模型进行了研究，从基本理论出发，对比分析了四种本构模型的不同，讨论四种模型的适用性和优缺点。 （3）对破冰船破冰过程的数值仿真方法进行了研究，总结非线性有限元分析方法中的关键技术，对MSC.Dytran进行二次开发，成功模拟了海冰不同的破坏模式。提出一套预报破冰船破冰能力和结构强度的数值模拟方法。 （4）对破冰船连续式破冰和冲撞式破冰进行了仿真计算，分析了四种本构模型在不同破冰方式下的适用性，并对破冰船的破冰能力和结构强度进行了计算分析。 |
| 作者： | 翟帅帅 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 冯国庆 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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