發(fā)布時(shí)間：2020-11-01 08:03

　　 近年來,南北極的科學(xué)開發(fā)是一個(gè)全球的熱點(diǎn),破冰船肩負(fù)著開辟航道、極地救援、物資供給等重要任務(wù)。因此,設(shè)計(jì)和建造性能更優(yōu)越的破冰船,能夠?yàn)槟媳睒O開發(fā)提供充分保障。海冰物理力學(xué)的特殊性以及破冰船與海冰相互作用的復(fù)雜性,使許多學(xué)者和專家更傾向于采用試驗(yàn)方法來研究破冰船的破冰阻力,理論研究相對(duì)較少。本文將在理論上建立破冰船破冰阻力計(jì)算模型,推導(dǎo)出破冰船破冰阻力,并確定破冰船破冰能力�；谏鲜霰尘�,采用理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方式,研究破冰船的破冰阻力。具體研究內(nèi)容如下:首先,對(duì)于平整冰層,利用彈性地基上的沿破冰船行進(jìn)方向的半無限長梁和沿垂直于破冰船行進(jìn)方向的無限長梁的疊加組合,考慮浮力和冰破壞準(zhǔn)則等因素,建立計(jì)算模型,推導(dǎo)破冰船破冰阻力的理論計(jì)算公式。通過將本文所推導(dǎo)的理論計(jì)算公式與現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)公式和理論公式進(jìn)行了對(duì)比,驗(yàn)證本文所推導(dǎo)的理論計(jì)算公式的有效性。然后,基于LS-DYNA數(shù)值模擬軟件,建立破冰船與冰相互作用的三維實(shí)體有限元模型。建模過程中,考慮海冰的破壞模式,利用經(jīng)典的理論公式驗(yàn)證船冰模型的可靠性,并對(duì)數(shù)值模擬的結(jié)果進(jìn)行分析。最后,將對(duì)比破冰阻力理論計(jì)算結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果;研究冰厚和首柱傾角對(duì)破冰阻力的影響規(guī)律。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U674.21;U661.311
【部分圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文“東北航道”和“西北航道”分別位于亞洲大陸的海，其中東北航道所能航行的時(shí)間大約有 3 至大約只有幾個(gè)星期。北極航道的開通極大縮短估量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。例如，2013 年夏天，商船從到達(dá)荷蘭，比以前經(jīng)過赤道繞道到達(dá)荷蘭，航程間 9 天，并且可以避免海盜的搶劫，這樣就節(jié)地北部航道，俄羅斯會(huì)保證商船的安全，并且給，降低了很多麻煩。兩條極地航道見圖 1-1。

圖 1-2 中國“雪龍?zhí)枴睒O地考察船國自主建造的首艘“雪龍?zhí)?2 號(hào)”極地科學(xué)考察破，該船將于 2019 年建成。該破冰船具備雙向破冰中國第二艘能在極地航行的破冰船，并且比“雪龍國將能實(shí)現(xiàn)雙破冰船的格局，為我國積極開發(fā)南北可以看出，破冰船在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展和極地考察中簡介構(gòu)特點(diǎn)和沒有破冰能力的船舶相比，破冰船的長總尺寸比一般船舶要短，而寬度總尺寸比較長，這的航道。對(duì)于船體框架來說，船體龍骨更符合碰撞耐低溫的厚鋼材焊接而成。破冰船內(nèi)部有幾個(gè)比較方便的破冰和加深吃水[10]。表面涂層采用的是特殊的抗冰涂料，有利于對(duì)外層冰之間的摩擦，整個(gè)船體采用了耐低溫的超高性能

圖 1-3 俄羅斯 50 年勝利號(hào)核動(dòng)力破冰船整冰海域一般常有“連續(xù)式”、“沖撞式”和“半九十年代的破冰方法是利用破冰船上的前后左法不僅操作繁瑣、消耗能量，而且效率很低。冰時(shí)，先把船尾的水艙充滿，把船開到冰層上船頭的水艙注滿，利用船身的自重將冰層壓碎航行。破船尾的冰與破船前方的冰原理一樣。將左右兩側(cè)的水艙交替注滿，之后排空，使破的。，當(dāng)海冰的厚度不超過 1.5 米時(shí)，將采用“連堅(jiān)固的船首和強(qiáng)大的螺旋槳推動(dòng)力，直接把船厚度超過 1.5 米時(shí)，將采用“沖撞式”破冰方船一般船頭的吃水線較淺，船尾的吃水線較深槳推動(dòng)力作用下，輕而易舉的就能爬上海冰冰，之后將破冰船倒退到一定距離后，再重復(fù)之在冰封的海域開辟出新航道[12]。
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王瑋;;有這樣一位環(huán)保局長——速寫大連市環(huán)保局黨組書記、局長張海冰[J];中國生態(tài)文明;2017年05期

2 ;海冰萎縮影響 全球感受得到[J];中學(xué)地理教學(xué)參考;2016年22期

3 羅成喜;張大勇;王國軍;于哲敏;婁春娟;岳前進(jìn);;渤海灣海冰壓縮強(qiáng)度測試研究[J];中國海洋平臺(tái);2016年05期

4 季青;龐小平;許蘇清;趙羲;劉清全;石中玉;;極地海冰厚度探測方法及其應(yīng)用研究綜述[J];極地研究;2016年04期

5 任政委;查恩來;龍慧;劉文增;;中國南極科學(xué)考察探地雷達(dá)海冰探測[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2017年02期

6 張文奇;張勝茂;樊偉;胡勇;鞏彩蘭;;南極磷蝦探捕區(qū)獨(dú)立海冰提取[J];遙感信息;2017年03期

7 劉煜;吳輝碇;;第1講 渤、黃海的海冰[J];海洋預(yù)報(bào);2017年03期

8 劉煜;吳輝碇;;第2講 海冰動(dòng)力學(xué)[J];海洋預(yù)報(bào);2017年05期

9 leithian;;海冰,來年再見啦![J];海洋世界;2016年04期

10 石中玉;龐小平;趙羲;程子桉;季青;;不同月海冰邊界提取算法對(duì)南極海冰變化的影響分析[J];極地研究;2016年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 唐楊新;海冰增長的相場方法研究[D];上海大學(xué);2018年

2 祁第;北冰洋快速酸化及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究[D];廈門大學(xué);2017年

3 王慶凱;北極航道融冰期海冰物理和力學(xué)工程參數(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2019年

4 龍雪;海洋結(jié)構(gòu)物作用下海冰破壞模式及冰載荷的離散元分析[D];大連理工大學(xué);2019年

5 李欣欣;北極及周邊地區(qū)海冰變異對(duì)亞洲冬春季氣候異常的影響機(jī)理[D];南京信息工程大學(xué);2018年

6 石礎(chǔ);基于有限元方法的海洋工程結(jié)構(gòu)物與海冰碰撞機(jī)理研究[D];上海交通大學(xué);2017年

7 趙海培;導(dǎo)管架海洋平臺(tái)與海冰相互作用及結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析[D];中國石油大學(xué)(華東);2015年

8 韓正兵;東南極普里茲灣“生物泵”及其對(duì)海冰變化的響應(yīng)[D];中國地質(zhì)大學(xué);2018年

9 王安良;基于強(qiáng)度試驗(yàn)和立體監(jiān)測的海冰離散元模型及工程應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2014年

10 紀(jì)永剛;基于微波圖像的遼東灣海冰典型要素信息提取[D];中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 馬海沖;破冰船破冰阻力計(jì)算方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

2 舒蘇;2011-2018年南極海冰變化分析[D];南京大學(xué);2019年

3 杜路遙;極地海冰側(cè)向融化遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D];武漢理工大學(xué);2018年

4 徐雙東;極地航行LNG船與海冰相互作用結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能及結(jié)構(gòu)抗撞性能研究[D];上海交通大學(xué);2017年

5 朱見華;極地冰材料本構(gòu)模型對(duì)船冰相互作用的影響[D];江蘇科技大學(xué);2018年

6 任莎莎;基于馬爾科夫的SAR海冰圖像自動(dòng)分割算法研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2019年

7 張毅;冰區(qū)海上風(fēng)機(jī)支撐結(jié)構(gòu)疲勞評(píng)估方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2018年

8 于淼;利用RadarSat-2 SAR影像反演北極夏季海冰厚度的研究[D];大連理工大學(xué);2018年

9 趙熺煜;寒區(qū)結(jié)構(gòu)海冰風(fēng)險(xiǎn)分析與管理方法研究[D];大連理工大學(xué);2018年

10 王芮博;評(píng)估巴倫支海-喀拉海海冰數(shù)據(jù)并探討其與東亞冬季氣候的聯(lián)系[D];成都信息工程大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2865252