本文關(guān)鍵詞：極區(qū)油船與冰碰撞的非線性有限元仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái),人們對(duì)冰覆蓋水域的航行越來(lái)越感興趣,比如在有豐富石油和天然氣資源的北極水域。這就需要能夠適用于冰區(qū)航行的大型運(yùn)輸船舶,但是關(guān)于此類船舶的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)卻很缺乏。IACS和各國(guó)船級(jí)社都在努力制定出合理的極區(qū)船舶設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)完成極區(qū)船舶的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和建造。然而到目前為止,還鮮有關(guān)于大型船舶在北極水域操作的經(jīng)驗(yàn),無(wú)法詳細(xì)的了解船與海冰之間的相互作用過(guò)程。所以,我們有必要通過(guò)仿真模擬研究來(lái)獲得足夠詳細(xì)的用來(lái)描述船與冰相互作用過(guò)程的資料,以便輔助研究極區(qū)船舶的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和建造。本文主要針對(duì)極區(qū)油船與海冰的相互作用過(guò)程展開(kāi)研究,主要內(nèi)容包括：1.介紹了北極地區(qū)相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀及規(guī)范,并且對(duì)北極航區(qū)的海冰現(xiàn)狀、航道現(xiàn)狀和航行經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。2.深入探究了冰載荷理論計(jì)算方法,闡述了船舶與冰的相互作用情形和非線性有限元仿真方法,并且對(duì)基于能量平衡原理的冰載荷模型進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。3.根據(jù)油船主要參數(shù)和國(guó)際船級(jí)社的《極地冰級(jí)規(guī)范》對(duì)普通油船進(jìn)行了冰區(qū)加強(qiáng),并根據(jù)相關(guān)模型參數(shù)分別建立了船首-海冰碰撞有限元模型和船中-海冰碰撞有限元模型,確定了求解參數(shù)和相應(yīng)工況。4.詳細(xì)的描述了船舶與海冰的相互作用過(guò)程及船舶在這個(gè)過(guò)程中的應(yīng)力、應(yīng)變、變形情況和能量變化。并且探究了碰撞角度、碰撞速度、碰撞位置以及海冰面積對(duì)這個(gè)碰撞過(guò)程的影響。
【關(guān)鍵詞】：北極冰區(qū) 船-冰相互作用 碰撞 有限元仿真
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U662;U674.133.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 北極研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 冰區(qū)船舶發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 冰載荷及船-冰碰撞仿真研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 極地航行船舶相關(guān)規(guī)范14-17
• 1.3.1 IACS《極地冰級(jí)規(guī)范》14-15
• 1.3.2 其他規(guī)范15-17
• 1.4 本文主要工作17-18
• 第二章 北極航區(qū)現(xiàn)狀18-26
• 2.1 北極海冰18-22
• 2.1.1 海冰物理性質(zhì)19-20
• 2.1.2 海冰力學(xué)性質(zhì)20-22
• 2.2 北極地區(qū)航道22-24
• 2.2.1 北極點(diǎn)航道23
• 2.2.2 西北航道23
• 2.2.3 東北航道23-24
• 2.3 北極航行經(jīng)濟(jì)性24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 冰載荷理論計(jì)算方法研究26-43
• 3.1 船-冰相互作用26-30
• 3.1.1 船舶與冰相互作用情形27-28
• 3.1.2 典型船舶與冰相互作用情形28-30
• 3.2 基于能量平衡原理的冰載荷模型30-38
• 3.2.1 理論基礎(chǔ)30-31
• 3.2.2 設(shè)計(jì)冰載荷模型計(jì)算31-34
• 3.2.3 船-冰接觸原理34-38
• 3.3 非線性有限元仿真方法38-41
• 3.3.1 非線性有限元仿真方法的發(fā)展38-39
• 3.3.2 顯式動(dòng)力分析方法39-40
• 3.3.3 顯式非線性動(dòng)力分析一般流程40-41
• 3.4 非線性有限元程序MSC.Nastran SOL700簡(jiǎn)介41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第四章 船舶有限元模型建立43-68
• 4.1 油船模型主要參數(shù)43
• 4.2 有限元模型參數(shù)43-47
• 4.2.1 模型范圍43-45
• 4.2.2 坐標(biāo)系45
• 4.2.3 單元45-46
• 4.2.4 材料參數(shù)46-47
• 4.3 有限元模型建立47-51
• 4.3.1 船首-海冰碰撞有限元模型49-50
• 4.3.2 船中-海冰碰撞有限元模型50
• 4.3.3 各部分詳細(xì)有限元模型50-51
• 4.4 基于IACS《極地冰級(jí)規(guī)范》的冰區(qū)加強(qiáng)51-59
• 4.4.1 船首結(jié)構(gòu)冰區(qū)加強(qiáng)52-57
• 4.4.2 船中結(jié)構(gòu)冰區(qū)加強(qiáng)57-59
• 4.5 接觸的定義59-61
• 4.6 求解參數(shù)設(shè)定61-63
• 4.6.1 速度設(shè)置61
• 4.6.2 質(zhì)量設(shè)置61
• 4.6.3 角度設(shè)置61-62
• 4.6.4 時(shí)間設(shè)置62
• 4.6.5 約束設(shè)置62-63
• 4.7 碰撞位置選擇63-64
• 4.7.1 船首區(qū)域63-64
• 4.7.2 船中區(qū)域64
• 4.8 工況設(shè)定64-67
• 4.9 本章小結(jié)67-68
• 第五章 碰撞仿真結(jié)果及分析68-83
• 5.1 標(biāo)準(zhǔn)工況下碰撞仿真結(jié)果68-75
• 5.1.1 結(jié)構(gòu)變形68-70
• 5.1.2 應(yīng)力和應(yīng)變70-72
• 5.1.3 碰撞過(guò)程分析72-74
• 5.1.4 海冰面積影響分析74-75
• 5.2 不同工況對(duì)比分析75-81
• 5.2.1 碰撞角度影響75-77
• 5.2.2 碰撞速度影響77-79
• 5.2.3 碰撞位置影響79-81
• 5.3 本章小結(jié)81-83
• 第六章 總結(jié)與展望83-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 攻讀學(xué)位期間公開(kāi)發(fā)表論文89-90
• 致謝90-91
• 作者簡(jiǎn)介91

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 白響恩;王建忠;肖英杰;;中國(guó)船舶首次穿越北極東北航道紀(jì)實(shí)[J];航海技術(shù);2013年01期

2 秦琦;;冰區(qū)油船技術(shù)的最新發(fā)展[J];中國(guó)船檢;2011年11期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 徐洪祥;不同錐體結(jié)構(gòu)抗冰性的計(jì)算研究[D];天津大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：極區(qū)油船與冰碰撞的非線性有限元仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：331139