考慮船—冰相互干擾的冰區(qū)航行艦船冰載荷計(jì)算方法研究

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1、分類號(hào):密級(jí):UDC:編號(hào):工學(xué)碩士學(xué)位論文考慮船—冰相互干擾的冰區(qū)航行艦船冰載荷計(jì)算方法研究碩士研究生:王博指導(dǎo)教師:李輝副教授學(xué)科、專業(yè):船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)制造論文主審人:王慶教授哈爾濱工程大學(xué)2018年3月分類號(hào):密級(jí):UDC:編號(hào):工學(xué)碩士學(xué)位論文考慮船—冰相互干擾的冰區(qū)航行艦船冰載荷計(jì)算方法研究碩士研究生:王博指導(dǎo)教師:李輝副教授學(xué)位級(jí)別:工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè):船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)制造所在單位:船舶工程學(xué)院論文提交日期:2018年1月論文答辯日期:2018年3月學(xué)位授予單位:哈爾濱工程大學(xué)ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertati

2、onfortheDegreeofM.Eng.InvestigationOnTheCalculationMethodOfIce-sailingShip’sIceLoadConsideringHydrodynamicInteractionBetweenShipAndFloatingIceCandidate:WangBoSupervisor:AssociateProf.FengGuoqingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:DesignandConstructionofNavalArchitect

3、ureandOceanStructureDateofSubmission:Jan.,2018DateofOralExamination:Mar.,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈爾濱工程大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:本論文的所有工作,是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,由我們本人獨(dú)立完成的。有關(guān)觀點(diǎn)、方法、數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)的引用已在文中指出,并與參考文獻(xiàn)相對(duì)應(yīng)。除文中已注明引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開發(fā)表的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律

4、結(jié)果由本人承擔(dān)。作者(簽字):日期:年月日哈爾濱工程大學(xué)學(xué)位論文授權(quán)使用聲明本人完全了解學(xué)校保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的有關(guān)規(guī)定,即研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)屬于哈爾濱工程大學(xué)。哈爾濱工程大學(xué)有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件。本人允許哈爾濱工程大學(xué)將論文的部分或全部內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索,可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文,可以公布論文的全部內(nèi)容。同時(shí)本人保證畢業(yè)后結(jié)合學(xué)位論文研究課題再撰寫的論文一律注明我們第一署名單位為哈爾濱工程大學(xué)。涉密學(xué)位論文待解密后適用本聲明。本論文(□在授予學(xué)位后即可□在授予學(xué)位12個(gè)月后□解密后)由

5、哈爾濱工程大學(xué)送交有關(guān)部門進(jìn)行保存、匯編等。作者(簽字):導(dǎo)師(簽字):日期:年月日年月日考慮船—冰相互干擾的冰區(qū)航行艦船冰載荷計(jì)算方法研究摘要隨著溫室效應(yīng)致使全球天氣逐漸變暖,北極區(qū)域海冰融化的加速使得充分開發(fā)北極豐富的油氣資源成為可能。極地戰(zhàn)略的推進(jìn)對(duì)有著資源開發(fā)和運(yùn)輸功能的冰區(qū)航行船舶的需求也變得更多。對(duì)于冰區(qū)航行船舶來說,雖然不用直接破冰來開辟航道,但是仍有很大的機(jī)率會(huì)與浮冰發(fā)生碰撞,因?yàn)楫?dāng)冰區(qū)航行艦船靠近浮冰時(shí),兩者之間會(huì)發(fā)生水動(dòng)力干擾,導(dǎo)致其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,容易發(fā)生碰撞,在非常短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生巨大的沖擊載荷,可能產(chǎn)生極其嚴(yán)重的海上事故,造成無法挽回的損失。

6、因此在設(shè)計(jì)冰區(qū)航行艦船時(shí),為了保證航行的安全性必須考慮其抗冰特性,對(duì)冰載荷進(jìn)行相應(yīng)的研究。所以本文以一艘實(shí)際的冰區(qū)航行艦船為例,研究考慮船—冰水動(dòng)力干擾的冰區(qū)航行船舶與浮冰發(fā)生碰撞的冰載荷計(jì)算方法。本文的主要研究內(nèi)容如下:1.根據(jù)勢(shì)流理論推導(dǎo)出該冰區(qū)航行艦船與浮冰組成的多浮體系統(tǒng)所滿足的邊界條件,然后根據(jù)面元法計(jì)算速度勢(shì),從而計(jì)算出該冰區(qū)航行艦船的水動(dòng)力系數(shù)以及多浮體系統(tǒng)之間的干擾力。除此之外,還對(duì)多浮體系統(tǒng)干擾力的影響因素進(jìn)行了研究,得出其與干擾力之間的關(guān)系。2.以船舶的操縱性為依托,建立冰區(qū)航行艦船在水平面上的運(yùn)動(dòng)微分方程,通過Newmark方法在時(shí)域內(nèi)求解其

7、運(yùn)動(dòng)響應(yīng),然后改變初始條件,得到其在不同航速下與浮冰發(fā)生碰撞時(shí)的角度和具體位置。3.利用非線性有限元分析軟件ANASYS/LS-DYNA建立冰區(qū)航行艦船以及浮冰的數(shù)值模型,通過顯式分析方法計(jì)算冰區(qū)航行艦船在不同的航速下與浮冰發(fā)生碰撞所產(chǎn)生的冰載荷的時(shí)歷,同時(shí)通過分析給出該冰區(qū)航行艦船能夠與浮冰發(fā)生碰撞的安全航速,為提高冰區(qū)航行船舶的安全性以及抗冰設(shè)計(jì)提供一定的指導(dǎo)。關(guān)鍵詞:冰區(qū)航行艦船;浮冰;水動(dòng)力干擾;操縱性;ANASYS/LS-DYNAI哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文II考慮船—冰相互干擾的冰區(qū)航行艦船冰載荷計(jì)算方法研究ABSTRACTGlobalwarminga

8、ndthe

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