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原文传递重叠冰区船舶阻力特性研究

论文题名：	重叠冰区船舶阻力特性研究
关键词：	重叠冰区;船舶阻力;层冰破坏;数值模拟
摘要：	随着全球气候变暖，北极航道的逐年改善，人们对于极地的探索更加深入，冰区船舶的研究也越来越重要。重叠冰由两块或多块体积相当的层冰在风浪流的作用下发生重叠后二次冻结成一个整体而形成，由于其不需要长时间的热交换就可以使冰厚翻倍，可能导致冰区船舶阻力预估不准而造成安全隐患。本文采用数值仿真和模型试验两种方法，对重叠冰的破坏模式和阻力性能进行研究。　　首先将计算流体力学(CFD)与离散元方法(DEM)进行耦合，并基于对STAR-CCM+软件的二次开发，建立了规则排列下的层冰与重叠冰DEM模型，并将层冰数值计算结果与模型试验进行对比，验证了耦合模型的准确性。然后对船舶在层冰区的航行进行了数值模拟，探究了层冰的破坏模式和阻力特性，并探讨了航速与孔隙率造成的影响。在层冰的研究基础上，对船舶在重叠冰区的航行进行了数值模拟，探究了航速与孔隙率对重叠冰的破坏模式和阻力特性的影响，并与层冰进行了对比。最后，设计了适用于冰水池的重叠冰模型制备方法，进行了重叠冰区船舶阻力性能模型试验，并与数值仿真结果进行对比，再次验证了耦合模型的准确性。通过本文的研究，希望能对冰区船舶的阻力预报提供一定的参考意义。
作者：	徐雪松
专业：	船舶与海洋工程
导师：	韩端锋;吴嘉蒙
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2022