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破冰船在破冰过程中的运动数值仿真研究
| 论文题名： | 破冰船在破冰过程中的运动数值仿真研究 |
| 关键词： | 数值仿真;破冰性能;破冰船;运动特点 |
| 摘要： | 随着极地自然资源的开发与极地运输的兴起，破冰船的研究受到国内外学者的广泛关注，破冰船在冰区中航行的特点及其与海冰的相互作用成为研究的热点。本文通过对破冰船破冰过程的理想化假设，对破冰船的破冰运动过程进行了数值仿真，并研究在此过程中破冰船的运动特点与破冰性能。 本文的工作主要包括以下几个方面： 1、基于理想化的破冰运动过程假设，详细阐述了破冰船的破冰模式及破冰船不同部位与海冰作用的特点，建立了破冰船六自由度的运动方程； 2、详细阐述了破冰船破冰运动过程的数值理论，并建立了破冰运动的数值模型。研究了由不断重复的“接触-挤压-弯曲破坏”单一过程组成的完整破冰过程，确定破冰船与海冰的接触点位置，计算破冰船与海冰间的挤压力，判断海冰是否发生弯曲破坏，求解脱落海冰的形状并更新海冰边界。 3、基于破冰船与海冰相互作用的数值理论，使用Fortran语言编写相关程序，对破冰船的破冰运动过程进行数值仿真。研究了直行与回转两种情况下的破冰运动，得出每种情况下破冰船的运动轨迹、海冰边界的破损形状、破冰力的时历曲线等。通过分析所得的数值图象并结合实际情形，验证了数值计算结果的正确性。 4、研究了平均挤压压强对于破冰船运动及破冰力的影响；同时分析了破冰船的垂向运动、横向运动及横摇运动对于破冰船破冰性能的影响。 |
| 作者： | 高明帅 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 王庆;盛庆武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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