冰區(qū)航行船舶阻力性能研究.pdf

1、隨著全球氣候變暖，冰川融化速度加快，冰蓋范圍縮小，北極這一戰(zhàn)略要地，越來(lái)越受到相關(guān)國(guó)家的重視。不管是對(duì)世界航運(yùn)具有重要意義的北極航線的開(kāi)通，還是作為礦石、油氣資源的儲(chǔ)備基地的研究，北極的科考、勘探和開(kāi)發(fā)工作，都受到廣泛的關(guān)注。在此基礎(chǔ)上，破冰船，冰區(qū)運(yùn)輸船和科考船等冰區(qū)航行船舶的基礎(chǔ)性能研究工作的進(jìn)行，已經(jīng)迫在眉睫了。近幾十年來(lái)，冰區(qū)船舶研究領(lǐng)域的重點(diǎn)一直是破冰船、科考船的破冰能力，冰載荷和冰區(qū)船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等問(wèn)題。隨著冰區(qū)航行船舶的多樣化

2、和研究的深入，對(duì)于碎冰條件下的冰區(qū)航行船舶的性能關(guān)注也越來(lái)越多了，冰區(qū)船舶碎冰航行阻力在冰區(qū)航行船舶初期設(shè)計(jì)階段是一個(gè)很重要的問(wèn)題。然而國(guó)內(nèi)對(duì)于這一領(lǐng)域內(nèi)的研究尚處于起步階段，不管是冰區(qū)船船模試驗(yàn)技術(shù)、數(shù)值仿真模擬預(yù)報(bào)技術(shù)還是船-冰作用理論分析研究，都有很多尚未觸及的問(wèn)題需要投入研究解決。
　　本文針對(duì)冰區(qū)航行船舶阻力性能問(wèn)題進(jìn)行研究，在哈爾濱工程大學(xué)船模拖曳水池中進(jìn)行了碎冰條件下的非凍結(jié)模型冰船模試驗(yàn)，使用某冰區(qū)航行運(yùn)輸船模型，

3、詳細(xì)介紹了該試驗(yàn)的前期準(zhǔn)備過(guò)程，試驗(yàn)進(jìn)行了該船模在三種碎冰密度下的6個(gè)不同速度點(diǎn)的航行過(guò)程，得到了碎冰阻力試驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行了分析。同時(shí)基于有限元思想對(duì)冰區(qū)航行船舶在碎冰區(qū)域內(nèi)航行的全過(guò)程進(jìn)行了有限元數(shù)值仿真，研究了有限元思想解決冰區(qū)船航行阻力預(yù)報(bào)問(wèn)題的基本原理和方法：包括有限元基本思想，罰函數(shù)法，ALE方法等，基于非凍結(jié)模型冰試驗(yàn)在相同條件下進(jìn)行了三種碎冰密度下的六個(gè)不同速度點(diǎn)的碎冰阻力數(shù)值仿真，詳細(xì)介紹了數(shù)值建模、邊界條件設(shè)置和載荷的添