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基于近场动力学的破冰船冰载荷计算
| 论文题名： | 基于近场动力学的破冰船冰载荷计算 |
| 关键词： | 破冰船;近场动力学;数值模拟;冰载荷计算 |
| 摘要： | 破冰船冰载荷计算是极地活动研究中的重要组成部分，准确的计算是破冰船结构设计、性能预报的关键。数值方法是计算冰载荷的重要手段之一，对于研究破冰船与冰的相互作用过程具有重要的理论研究及工程应用价值。 冰载荷的数值模拟的关键是裂纹的产生和扩展，以传统连续介质力学为理论基础的有限元方法在已知裂纹的情况下可以得到理想的效果，但在裂纹形式未知的情况下采用剔除失效单元的方式模拟裂纹的产生和扩展这样得到的结果不能满足要求。离散元法在非连续状态下表现出很好的优势，但是在连续状态下的精度问题制约了其在冰载荷计算领域的发展。一种新的无网格方法-近场动力学作为一种新兴的固体力学采用积分形式描述质点的运动，该方法认为在连续体内物质点与有限距离内的物质点相互作用，损伤建立在这两个粒子相互作用的理论上，因此断裂的产生是运动和本构模型方程的自然结果。在连续和非连续状态下均能保持良好的精度，可以很好的描述冰裂纹的产生和扩展。 本文应用近场动力学方法，编写了基于近场动力学的冰载荷计算程序。对冰力学试验、连续破冰、碎冰航行进行了数值模拟。在此基础上对近场动力学在冰-船相互作用计算模型的建立、冰-船接触模型的选取、冰的细观参数选取、连续破冰过程、连续碎冰冰载荷影响因素、碎冰航行冰载荷影响因素等问题上进行了分析讨论。验证了近场动力学在冰载荷计算方面的适用性，并对后续研究的主要问题进行了讨论和展望。 |
| 作者： | 赵国良 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 薛彦卓 |
| 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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