隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,世界各國(guó)對(duì)自然資源的需求正逐日遞增。極地地區(qū)蘊(yùn)藏著豐富的自然資源,是未來(lái)世界各國(guó)之間博弈的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。優(yōu)越的船體性能是保障極地資源充分開(kāi)發(fā)的前提。對(duì)于服役于冰區(qū)航行的船舶,冰荷載預(yù)測(cè)問(wèn)題是船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安全評(píng)定的關(guān)鍵基礎(chǔ)問(wèn)題。實(shí)際上,船與海冰的相互作用過(guò)程十分復(fù)雜,作用在船體上的冰荷載及海冰條件均具有很強(qiáng)的隨機(jī)性。然而,現(xiàn)有經(jīng)典的破冰船破冰荷載計(jì)算方法均為確定性分析,無(wú)法反映冰荷載的隨機(jī)性。為了合理地評(píng)估破冰船在冰區(qū)航行時(shí)的破冰荷載,本文考慮了海冰厚度及破冰荷載的隨機(jī)性,根據(jù)北極冰區(qū)海冰厚度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)建立了厚度隨空間變化的虛擬冰場(chǎng),基于數(shù)值仿真模型獲取了足夠數(shù)量的冰荷載樣本數(shù)據(jù),并采用極值預(yù)測(cè)方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)破冰船破冰荷載極值的預(yù)估。具體內(nèi)容如下:首先,統(tǒng)計(jì)分析北極地區(qū)海冰厚度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),利用非參數(shù)估計(jì)法確定海冰厚度的分布規(guī)律,確定其概率密度函數(shù),并利用K-S檢驗(yàn)法檢驗(yàn)擬合優(yōu)度;基于概率密度函數(shù),使用蒙特卡洛模擬中的舍選抽樣法生成足夠數(shù)量的海冰厚度數(shù)據(jù),建立虛擬冰場(chǎng)數(shù)據(jù)模型。其次,基于虛擬冰場(chǎng)數(shù)據(jù)模型,開(kāi)展破冰船在虛擬冰場(chǎng)中航行過(guò)程的數(shù)值仿真;利用經(jīng)典的理論計(jì)算方法對(duì)船與...

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來(lái)源及研究的背景與意義
        1.1.1 課題來(lái)源
        1.1.2 課題研究的背景及意義
        1.1.3 破冰船簡(jiǎn)介
    1.2 國(guó)內(nèi)外關(guān)于破冰船破冰荷載的研究方法
        1.2.1 試驗(yàn)法
        1.2.2 理論分析與經(jīng)驗(yàn)公式法
        1.2.3 數(shù)值仿真法
        1.2.4 結(jié)合概率與統(tǒng)計(jì)思想的研究方法
    1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 北極海冰環(huán)境下的虛擬冰場(chǎng)數(shù)據(jù)模型
    2.1 引言
    2.2 北極海冰的種類
    2.3 海冰的物理力學(xué)性質(zhì)
    2.4 虛擬冰場(chǎng)數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建方法
        2.4.1 估計(jì)樣本概率密度函數(shù)的方法
        2.4.2 擬合優(yōu)度檢驗(yàn)
        2.4.3 蒙特卡洛模擬
    2.5 北極冰區(qū)海冰厚度概率密度函數(shù)的估計(jì)及檢驗(yàn)
        2.5.1 海冰厚度概率密度函數(shù)的核密度估計(jì)
        2.5.2 核密度估計(jì)函數(shù)的擬合優(yōu)度檢驗(yàn)
    2.6 舍選抽樣法獲取虛擬冰場(chǎng)海冰厚度數(shù)據(jù)
    2.7 本章小結(jié)
第3章 虛擬冰場(chǎng)下破冰船航行過(guò)程的數(shù)值仿真
    3.1 引言
    3.2 冰區(qū)破冰船破冰過(guò)程分析
    3.3 破冰船與虛擬冰場(chǎng)相互作用數(shù)值模型的建立
        3.3.1 有限元軟件簡(jiǎn)介
        3.3.2 建立破冰船與虛擬冰場(chǎng)的幾何模型
        3.3.3 單元類型選擇
        3.3.4 材料模型選擇
        3.3.5 網(wǎng)格劃分
        3.3.6 邊界條件與施加荷載
        3.3.7 接觸模型選擇
    3.4 數(shù)值模型可靠性驗(yàn)證
        3.4.1 網(wǎng)格精度分析
        3.4.2 與現(xiàn)有經(jīng)典公式的對(duì)比分析
    3.5 破冰船與虛擬冰場(chǎng)相互作用數(shù)值模擬結(jié)果分析
        3.5.1 破冰船整體冰荷載分析
        3.5.2 破冰船局部冰荷載分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 破冰船破冰荷載極值預(yù)測(cè)
    4.1 引言
    4.2 極值預(yù)測(cè)方法
        4.2.1 峰值幅度法
        4.2.2 漸進(jìn)法
    4.3 直行狀態(tài)下的冰荷載極值預(yù)測(cè)
        4.3.1 峰值幅度法預(yù)測(cè)破冰船直行狀態(tài)下的冰荷載極值
        4.3.2 漸進(jìn)法預(yù)測(cè)破冰船直行狀態(tài)下的冰荷載極值
        4.3.3 破冰船直行狀態(tài)下不同區(qū)域的冰荷載極值變化范圍
        4.3.4 兩種方法的影響因素分析
    4.4 漸進(jìn)法預(yù)測(cè)回轉(zhuǎn)狀態(tài)下的冰荷載極值
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3939707