水介質中船冰碰撞的解耦方法及動態(tài)響應研究
發(fā)布時間：2022-01-02 16:37
伴隨極地冰川開始融化,北極航道的開通指日可待,2004年冰島北極理事會在《北極人類發(fā)展報告》中指出:北極地區(qū)將會成為人類在未來數十年里油氣勘探與開發(fā)、海上運輸的主要場所之一。2018年1月中國政府發(fā)表《中國的北極政策》白皮書為極地的發(fā)展貢獻中國智慧與中國力量。一方面北極航道的開辟已成為必然,另一方面航道內漂浮的浮冰和流動的冰山對航行于該海域的普通運輸船舶構成極大的威脅,使得船與浮冰或冰山發(fā)生碰撞的概率大大增加,該航行該海域的船舶造成嚴重影響。目前在研究水介質中船-水-冰碰撞通常是將水介質作為“附連水質量”轉化為船-冰二者的碰撞,本文在此基礎上將水介質進一步細化為預加在船體碰撞面上預壓力,從而對船-水-冰三者的耦合實行解耦。從而開展運輸船舶在船-水-冰耦合作用下的船冰碰撞動態(tài)響應研究,對于提高極地船舶的結構安全性具有重要的科學意義。本文主要工作如下:（1）水介質對船-冰碰撞預壓力影響的簡化計算方法研究。開展基于數值模擬船冰大位移運動的動態(tài)網格更新技術,基于RANS方程和改進的雙相流流體體積函數（VOF）模型,通過改變船體與冰體相對速度V、碰撞角度β,實時預報靠攏全過程船首表面壓力變化和自...
【文章來源】：江蘇科技大學江蘇省
【文章頁數】：100 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
北極海域與航道Fig.1.1Arcticoceanandchannel雖然，覆蓋于北極海域的冰山以及冰原的融化使新航道的開辟成為可能，但是也
圖 2 Titanic 事件示意圖Fig.2 Titanic Disaster奪的戰(zhàn)略形勢下，我國在極地船舶核心關鍵基礎問題的研究方國極地運輸船舶研發(fā)建造能力提升的重要原因，繼而影響我國展的新一輪北極戰(zhàn)略部署。，開展運輸船舶在船-冰碰撞載荷作用下的結構響應研究，是極關鍵基礎問題。在此背景下，本課題通過將船-水-冰三者耦合量”的基礎上通過預加在船首表面預壓力簡化為船-冰二者碰撞展了船-冰碰撞動態(tài)響應研究。對于提高極地運輸船舶的結構安義，有利于提高我國極地運輸船舶在冰區(qū)航行中的安全性能，，促進中高緯度海域海洋資源的合理開發(fā)與利用。因此，本研意義與實際工程價值的課題。研究現狀算流體力學方法
vypFzvwyvvxvutvby2 wzpFzwwywvxwutwbz2 的數值模擬方法流模擬方法分類，可以將湍流數值模擬方法分為兩大類，包括直接數值模擬方al Simulation，DNS)和非直接數值模擬方法。其中，對于直接求解瞬量方程的方法我們稱之為直接數值模擬方法；在一定程度對湍流進，而對于湍流的脈動特性不進行直接計算，我們稱這種方法為非直對于非直接數值模擬方法又可分為三大類：包括大渦模擬(Ln，LES)、統(tǒng)計平均法和 Reynolds 平均法(RANS)。在圖 2.1 中簡要分類：
【參考文獻】：
期刊論文
[1]冰區(qū)加強LNG船舷側抗撞性能仿真研究[J]. 徐雙東,胡志強,陳剛. 船舶工程. 2016(06)
[2]碎冰條件下冰區(qū)船阻力性能試驗研究[J]. 郭春雨,謝暢,王帥,李夏炎,駱婉珍. 哈爾濱工程大學學報. 2016(04)
[3]沖撞式破冰引起的船舯垂向彎矩計算方法研究(英文)[J]. 任慧龍,王川,李輝,翟帥帥,王金峰. 船舶力學. 2014(09)
[4]冰載荷作用下船首結構碰撞數值仿真計算與分析[J]. 張充霖. 中國海上油氣. 2014(S1)
[5]采用直接計算方法的冰載荷下極地船舶強度評估(英文)[J]. 齊奎利,劉俊,劉社文,王革. 船舶力學. 2014(06)
[6]北極地區(qū)含油氣潛力及勘探開發(fā)趨勢分析[J]. 趙喆,梁英波,胡菁菁,李晨成,張平. 地學前緣. 2014(03)
[7]船——冰碰撞載荷下球鼻艏結構動態(tài)響應研究[J]. 張健,萬正權,陳聰. 船舶力學. 2014(Z1)
[8]舷側結構與冰碰撞的有限元仿真方法[J]. 宋艷平,張愛鋒. 大連海事大學學報. 2013(04)
[9]船舶在迎浪中運動響應和波浪增阻的RANS數值模擬[J]. 沈志榮,葉海軒,萬德成. 水動力學研究與進展A輯. 2012(06)
[10]海冰的本構關系及其抗壓強度研究[J]. 張效忠,白若陽,江愛民. 力學與實踐. 2009(06)
博士論文
[1]船舶性能數值水池關鍵技術研究與應用[D]. 楊春蕾.上海交通大學 2014
[2]基于CFD的船舶阻力性能綜合研究[D]. 倪崇本.上海交通大學 2011
碩士論文
[1]冰材料模型與局部形狀對船冰碰撞影響研究[D]. 高巖.上海交通大學 2015
[2]基于非線性有限元方法的船舶—冰層碰撞數值研究[D]. 王健偉.上海交通大學 2015
本文編號：3564518
【文章來源】：江蘇科技大學江蘇省
【文章頁數】：100 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
北極海域與航道Fig.1.1Arcticoceanandchannel雖然，覆蓋于北極海域的冰山以及冰原的融化使新航道的開辟成為可能，但是也
圖 2 Titanic 事件示意圖Fig.2 Titanic Disaster奪的戰(zhàn)略形勢下，我國在極地船舶核心關鍵基礎問題的研究方國極地運輸船舶研發(fā)建造能力提升的重要原因，繼而影響我國展的新一輪北極戰(zhàn)略部署。，開展運輸船舶在船-冰碰撞載荷作用下的結構響應研究，是極關鍵基礎問題。在此背景下，本課題通過將船-水-冰三者耦合量”的基礎上通過預加在船首表面預壓力簡化為船-冰二者碰撞展了船-冰碰撞動態(tài)響應研究。對于提高極地運輸船舶的結構安義，有利于提高我國極地運輸船舶在冰區(qū)航行中的安全性能，，促進中高緯度海域海洋資源的合理開發(fā)與利用。因此，本研意義與實際工程價值的課題。研究現狀算流體力學方法
vypFzvwyvvxvutvby2 wzpFzwwywvxwutwbz2 的數值模擬方法流模擬方法分類，可以將湍流數值模擬方法分為兩大類，包括直接數值模擬方al Simulation，DNS)和非直接數值模擬方法。其中，對于直接求解瞬量方程的方法我們稱之為直接數值模擬方法；在一定程度對湍流進，而對于湍流的脈動特性不進行直接計算，我們稱這種方法為非直對于非直接數值模擬方法又可分為三大類：包括大渦模擬(Ln，LES)、統(tǒng)計平均法和 Reynolds 平均法(RANS)。在圖 2.1 中簡要分類：
【參考文獻】：
期刊論文
[1]冰區(qū)加強LNG船舷側抗撞性能仿真研究[J]. 徐雙東,胡志強,陳剛. 船舶工程. 2016(06)
[2]碎冰條件下冰區(qū)船阻力性能試驗研究[J]. 郭春雨,謝暢,王帥,李夏炎,駱婉珍. 哈爾濱工程大學學報. 2016(04)
[3]沖撞式破冰引起的船舯垂向彎矩計算方法研究(英文)[J]. 任慧龍,王川,李輝,翟帥帥,王金峰. 船舶力學. 2014(09)
[4]冰載荷作用下船首結構碰撞數值仿真計算與分析[J]. 張充霖. 中國海上油氣. 2014(S1)
[5]采用直接計算方法的冰載荷下極地船舶強度評估(英文)[J]. 齊奎利,劉俊,劉社文,王革. 船舶力學. 2014(06)
[6]北極地區(qū)含油氣潛力及勘探開發(fā)趨勢分析[J]. 趙喆,梁英波,胡菁菁,李晨成,張平. 地學前緣. 2014(03)
[7]船——冰碰撞載荷下球鼻艏結構動態(tài)響應研究[J]. 張健,萬正權,陳聰. 船舶力學. 2014(Z1)
[8]舷側結構與冰碰撞的有限元仿真方法[J]. 宋艷平,張愛鋒. 大連海事大學學報. 2013(04)
[9]船舶在迎浪中運動響應和波浪增阻的RANS數值模擬[J]. 沈志榮,葉海軒,萬德成. 水動力學研究與進展A輯. 2012(06)
[10]海冰的本構關系及其抗壓強度研究[J]. 張效忠,白若陽,江愛民. 力學與實踐. 2009(06)
博士論文
[1]船舶性能數值水池關鍵技術研究與應用[D]. 楊春蕾.上海交通大學 2014
[2]基于CFD的船舶阻力性能綜合研究[D]. 倪崇本.上海交通大學 2011
碩士論文
[1]冰材料模型與局部形狀對船冰碰撞影響研究[D]. 高巖.上海交通大學 2015
[2]基于非線性有限元方法的船舶—冰層碰撞數值研究[D]. 王健偉.上海交通大學 2015
本文編號：3564518
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