原文传递
冰下浸没物体垂向运动及冰面响应研究
| 论文题名： | 冰下浸没物体垂向运动及冰面响应研究 |
| 关键词： | 北极航道;冰下浸没物体;垂向运动;冰面响应;航道宽度 |
| 摘要： | 北极航道的开通促进了科研工作者对破冰问题的研究，各种新型破冰方法被提出，其中冰下运动物体兴波破冰方法备受关注。本文首先阐述了不同冰面边界下物体运动兴波的研究现状。在现有的研究中，不同边界下的物体横向运动的研究成果已十分丰富，而对于刚性和弹性冰面下的物体垂向运动的研究尚有欠缺。基于此，本文对冰下浸没物体垂向运动及冰面的响应问题进行了研究，希望对极地破冰问题提供一定的参考。 采用基于保角变换的分离变量方法对简化后的刚性冰面边界问题进行求解，从解析的角度推论得到刚性冰板和圆柱的速度势和压力的表达式。通过改变圆柱的浸没深度和运动速度，研究冰面的响应。 为了更符合实际冰的特性，本文进一步探讨了弹性冰面问题。基于保角变换，运用无穷级数推论得到了基于运动方式求解冰面挠度的微分方程组。通过求解该无穷微分方程组，可以在已知冰下物体垂向运动方式的前提下求得冰面的响应。基于傅里叶变换求得冰面的应力表达式，并分析不同工况下应力的表现形式。 采用基于势流理论的二维边界元法对刚性冰面边界运动模型进行了数值模拟，并将数值模拟结果与解析结果对比，比较两种方法计算的差异。基于此，本文继续构建了圆柱逼近冰间航道的数值模型，分析了航道宽度、冰厚、圆柱速度和初始相对位置等因素的影响。 |
| 作者： | 曾佳文 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 薛彦卓;吴刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
