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考虑船-冰相互干扰的冰区航行舰船冰载荷计算方法研究
| 论文题名： | 考虑船-冰相互干扰的冰区航行舰船冰载荷计算方法研究 |
| 关键词： | 冰区航行舰船;冰载荷;计算方法;抗冰特性 |
| 摘要： | 随着温室效应致使全球天气逐渐变暖，北极区域海冰融化的加速使得充分开发北极丰富的油气资源成为可能。极地战略的推进对有着资源开发和运输功能的冰区航行船舶的需求也变得更多。对于冰区航行舰船来说，虽然不用直接破冰来开辟航道，但是仍有很大的机率会与浮冰发生碰撞。因此在设计冰区航行舰船时，为了保证航行的安全性必须考虑其抗冰特性，对冰载荷进行相应的研究。本文的主要研究内容如下: 1.本文以一艘实际的冰区航行舰船为例，根据势流理论推导出该冰区航行舰船与浮冰组成的多浮体系统所满足的边界条件，然后根据面元法计算速度势，从而计算出该冰区航行舰船的水动力系数以及多浮体系统之间的干扰力，根据干扰力的变化规律，将两者之间的干扰过程进行了详细的划分。除此之外，还对多浮体系统干扰力的影响因素进行了研究，得出其与干扰力之间的关系。 2.以船舶的操纵性为依托，首先建立冰区航行舰船在水平面上的运动微分方程，然后考虑力与运动之间的耦合关系，将多浮体水动力干扰理论与操纵性知识进行结合，通过Newmark方法在时域内求解微分方程获得其运动响应，最后通过改变初始条件，得到其在不同航速下与浮冰发生碰撞时的角度和具体位置，并分析航速对两者之间干扰力的影响。 3.利用非线性有限元分析软件ANASYS/LS-DYNA建立冰区航行舰船以及浮冰的有限元模型，通过显式分析方法计算冰区航行舰船在不同的航速下与浮冰发生碰撞所产生的冰载荷的时历，同时通过分析给出该冰区航行舰船能够与浮冰发生碰撞的安全航速，为提高冰区航行船舶的安全性以及抗冰设计提供一定的指导。 |
| 作者： | 王博 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 李辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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