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应用可视化技术研究近海建筑物前海冰堆积过程
| 论文题名： | 应用可视化技术研究近海建筑物前海冰堆积过程 |
| 关键词： | 堆积;可视化技术;斜坡式防波堤;半圆型防波堤;离散元方法 |
| 摘要： | 对海冰的断裂、重叠和堆积问题研究是海冰数值模拟和预测、近海结构海冰设计参数可靠性分析的重要内容.由于渤海海冰以动力特征为主,在一定条件下,大面积的浮冰在风和流等诸海洋动力因素的作用下会在建筑物前发生断裂、重叠和堆积.该文根据渤海海冰的特点,研究了近岸海冰冰层在海洋动力因素作用下在斜坡式和半圆型防波堤前的断裂、重叠和堆积问题,并对海冰的堆积过程进行了可视化仿真.该文假定海冰为粘弹性体,基于海冰满足牛顿定律的动力学方程,在Hopkins的多边块体运动数值模拟基础上,依据海冰堆积经历了冰排运动、变形及断裂,断裂后形成一散体系统的特点,对冰排进行随机离散,利用离散元方法来模拟海冰的堆积过程,并确定合理的初始条件和边界条件,建立了海冰在斜坡式和半圆型结构物前堆积的数值模型.考虑到海冰爬升堆积过程需要很多几何参数和材质参数,并且数值模拟的输出结果包括海冰破碎后离散块体的位置坐标,整理这些数据既繁琐也不直观.为了优化程序,该文采用了可视化技术.即利用VC++的面向对象性质和OpenGL在图形处理方面的优势,实现数据文化的可视化生成,并且可以利用数值模拟地输出结果实现海冰堆积过程的可视化仿真.利用海冰运动模拟系统,对冰排与结构物作用分三个方面进行了分析:(1)不同坡度下斜坡式防波堤以及不同潮位下半圆型防波提前冰排断裂模式、堆积特征及作用于防波堤的冰力;(2)冰排以不同的初始速度分别在不同坡度斜坡式防波堤前以及不同潮位半圆型防波堤前冰排断裂模式、堆积特征、及作用于防波堤的冰力;(3)以不同的搜索频率分别在不同坡度斜坡式防波堤前以及不同潮位半圆型防波堤前冰排断裂模式、堆积特征及作用于防波堤的冰力.通过分析上述三种情况下冰排在斜坡式防波堤和半圆型防波堤前的冰排断裂模式、堆积特征及冰力特征,得到对海冰堆积过程的规律及其机理性的认识,为以后合理确定中国冰区海上工程建设中的海冰设计荷载提供了科学依据. |
| 作者： | 解福奇 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 王永学 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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