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基于SPH--FEM算法的极地船冰载荷预报方法研究
| 论文题名： | 基于SPH--FEM算法的极地船冰载荷预报方法研究 |
| 关键词： | 冰载荷预报;极地船舶;光滑粒子流体动力学方法;有限单元法 |
| 摘要： | 随着全球气候不断变暖，极地地区的航运和开发逐渐变成可能。这就亟需开发各类极地运输船舶和工程船舶。在极地船舶的设计中，合理确定各工况下的冰载荷一直是需要关注的重点，也是尚未完全解决的难点。目前，基于船冰碰撞动力分析原理建立数值仿真方法已经成为冰载荷预报的一种重要手段。但现有方法大多未考虑船-冰-水之间的耦合作用，并且冰载荷也主要采用确定的数值来描述，未能考虑其随机性，为解决上述问题，本文提出了一种基于SPH（光滑粒子流体动力学方法）-FEM（有限单元法）算法的冰载荷数值预报方法。 本文的主要工作包括以下几点: 1、基于SPH-FEM算法在LS-DYNA软件中建立了船-冰-水模型。通过典型算例对海水模型、海冰模型、SPH-FEM模型性能分别进行了验证，最终将该算法应用于极地船破冰过程的数值模拟，数值计算结果与模型试验结果吻合较好。 2、在仿真软件中采用SPH-FEM算法进行船冰碰撞问题的仿真计算，将仿真结果与经验公式计算结果进行了对比，分析总体冰载荷峰值的概率分布特性。 3、将数值计算结果与依据极地船舶规范算得的设计冰载荷进行了对比，分析产生差异的原因，总结不同冰况下船体典型位置冰压力的极值概率分布规律，获得通过概率分布规律函数确定船舶航行过程冰载荷状态的办法。 |
| 作者： | 白雪寒 |
| 专业： | 力学 |
| 导师： | 冯国庆 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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