检索结果-南通市图书馆

采用圆环劈裂试验测定盐水柱状模型冰抗拉强度

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船舶力学 2023年第3期27卷 437-445页

作者：余朝歌田于逵刚旭皓季少鹏国威寇莹中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

抗拉强度是海冰最基本的力学参数之一,也是极地船舶和海工结构冰载荷研究的基本输入条件。鉴于抗拉强度的完整圆盘劈裂试验中部分圆盘裂纹明显偏离加载直径,且试样加载端易较早产生剪切裂纹,为此本文采用圆环劈裂试验开展盐水柱状模型... 详细信息

抗拉强度是海冰最基本的力学参数之一,也是极地船舶和海工结构冰载荷研究的基本输入条件。鉴于抗拉强度的完整圆盘劈裂试验中部分圆盘裂纹明显偏离加载直径,且试样加载端易较早产生剪切裂纹,为此本文采用圆环劈裂试验开展盐水柱状模型冰抗拉强度测定研究。首先基于离散单元法开展圆环劈裂数值试验,分析圆环试样的断裂过程以及圆环试样的峰值载荷与孔径比的关系,发现采用Hobbs公式计算材料抗拉强度存在适用范围的限制。随后在中国船舶科学研究中心小型冰水池开展盐水柱状模型冰的圆环劈裂物理试验,以验证数值模拟得到的结论,并测定盐水柱状模型冰的抗拉强度。研究表明,圆环劈裂试验也是一种测量盐水柱状模型冰材料抗拉强度的有效方法。

关键词：抗拉强度盐水柱状模型冰圆环试样劈裂试验数值模拟孔径比

冰区船艏部连续破冰模式下破冰阻力数值计算研究

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船舶力学 2022年第7期26卷 969-977页

作者：刚旭皓田于逵季少鹏寇莹国威余朝歌中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

随着计算机技术的发展,数值计算方法已经成为研究冰区船航行性能的有效工具。本文在依托中国船舶科学研究中心小型冰水池(CSSRC SIMB)对破冰船艏部破冰阻力及破冰模式试验研究的基础上,采用离散元基本原理,建立离散元数值计算模型Bri-D... 详细信息

随着计算机技术的发展,数值计算方法已经成为研究冰区船航行性能的有效工具。本文在依托中国船舶科学研究中心小型冰水池(CSSRC SIMB)对破冰船艏部破冰阻力及破冰模式试验研究的基础上,采用离散元基本原理,建立离散元数值计算模型Bri-DEM,对连续破冰模式下船艏模型的破冰阻力进行数值计算,分析冰层破坏模式,并利用冰水池模型试验数据和经验公式对其进行校核,最后利用该计算模型对冰厚和船艏倾角的影响进行预报。研究成果可为冰区船舶冰阻力预报、航行性能评估和船型设计优化等提供有益的技术参考。

关键词：冰区航行船舶破冰阻力数值计算离散元方法

基于SPH-FEM耦合方法的回转体高速入水数值研究

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舰船科学技术 2022年第17期44卷 6-11页

作者：高英杰刚旭皓中国船级社青岛分社山东青岛266071 中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

结构高速入水涉及非定常、可压缩、湍流以及多介质耦合作用等过程,具有强非线性的特点,长期以来一直是研究的难点问题。本文以平头锥回转体为研究对象,针对入水撞击和开空泡阶段的流固耦合问题,采用光滑粒子流体动力学(SPH)和有限元方法... 详细信息

结构高速入水涉及非定常、可压缩、湍流以及多介质耦合作用等过程,具有强非线性的特点,长期以来一直是研究的难点问题。本文以平头锥回转体为研究对象,针对入水撞击和开空泡阶段的流固耦合问题,采用光滑粒子流体动力学(SPH)和有限元方法 (FEM)耦合方法建立回转体入高速入水流固耦合计算模型,进行100 m/s初速度条件下回转体垂直入水数值计算并对方法的有效性进行验证。结果表明,该方法可以有效解决入水冲击流固耦合数值仿真中由于液体介质不连续变形导致的计算适应性问题,可以有效捕捉入水过程中液面变形和飞溅情况,计算得到回转体高速入水过程中的运动特性、压力峰值、结构动态响应以及空泡形态情况,分析不同入水速度对入水过程的影响,研究结果可为结构物高速入水设计提供技术支撑。

关键词：高速入水流固耦合 FME-SPH耦合算法冲击载荷

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冰水池中海冰模拟技术现状与关键问题

船舶力学 2023年第1期27卷 153-162页

作者：田于逵岳前进孔帅王迎晖季少鹏刚旭皓大连理工大学辽宁大连116024 中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

冰水池模型试验对发展冰区船舶海洋工程和推进极地开发利用起到至关重要的支撑作用,其中完备的海冰模拟能力是进行冰区装备模型试验研究进而开展航行作业性能和安全性预报与评估的关键技术保障。本文总结了国内外冰水池海冰模拟技术现状... 详细信息

冰水池模型试验对发展冰区船舶海洋工程和推进极地开发利用起到至关重要的支撑作用,其中完备的海冰模拟能力是进行冰区装备模型试验研究进而开展航行作业性能和安全性预报与评估的关键技术保障。本文总结了国内外冰水池海冰模拟技术现状,比较分析了两种类型制冰技术及其模型冰的物理力学特性,给出了冰水池海冰模拟能力发展趋势;同时,明确了冰水池中海冰模拟的关键问题,剖析了先进制冰技术研发面临的技术挑战,可为进一步开展相关基础研究、探索科学的模型冰制备方法提供引导。

关键词：冰水池海冰模拟极区制冰技术极地装备

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典型冰况下极地船舶碎冰阻力模型试验研究

舰船科学技术 2023年第21期45卷 20-25页

作者：刚旭皓寇莹余朝歌孔帅季少鹏田于逵中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

极地船舶航行于夏季冰缘区时,浮碎冰况是遭遇的最主要冰况之一,在此冰况下航行的船舶必须考虑浮碎冰与水的耦合作用对阻力性能的影响。为探索浮碎冰条件下极地船舶阻力性能的模型试验方法及浮碎冰对船舶阻力的影响规律,利用非冻结模型... 详细信息

极地船舶航行于夏季冰缘区时,浮碎冰况是遭遇的最主要冰况之一,在此冰况下航行的船舶必须考虑浮碎冰与水的耦合作用对阻力性能的影响。为探索浮碎冰条件下极地船舶阻力性能的模型试验方法及浮碎冰对船舶阻力的影响规律,利用非冻结模型冰开展某型破冰船在不同速度、密集度下的极地船舶阻力试验,同时利用数字图像识别方法,观测不同密集度情况下的碎冰分布变化。试验结果表明:船舶的碎冰阻力随着速度与密集度增加逐渐增加,航行速度为主要的影响因素;船舶速度对碎冰的运动具有显著影响;船舶与碎冰的作用具有随机性,同一工况下的阻力在一定的范围内波动。在此基础上,利用IOT实船换算方法,对船舶在不同航速及密集度下的碎冰阻力进行了预报。

关键词：冰区船舶模型试验碎冰密集度非冻结模型冰实尺度预报

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冰区船艏部连续破冰模式下破冰阻力研究

冰区船艏部连续破冰模式下破冰阻力研究

作者：刚旭皓中国舰船研究院

学位级别：硕士

冰阻力预报一直是冰区船航行性能研究中的一个热点,它关系到破冰能力与快速性评估、船型设计与优化、装机功率与推进系统配置等关键问题。而国内对冰阻力的研究尚处于初步阶段,无论是冰水池模型试验还是数值仿真都有很多核心技术亟待突... 详细信息

冰阻力预报一直是冰区船航行性能研究中的一个热点,它关系到破冰能力与快速性评估、船型设计与优化、装机功率与推进系统配置等关键问题。而国内对冰阻力的研究尚处于初步阶段,无论是冰水池模型试验还是数值仿真都有很多核心技术亟待突破。本文以冰区船艏部连续破冰模式下的破冰阻力为切入点,开展冰水池模型试验和数值仿真研究,建立相关预报方法,为冰区航行船舶冰阻力优化、设计和评估提供技术支撑。首先针对典型船艏模型开展破冰阻力冰水池试验研究。以Waas艏为母型设计一型船艏模型,分别开展层冰试验、预切割（Pre-sawn）冰试验和敞水实验,同时测量船艏总冰阻力和各分块冰阻力,分析总冰阻力与分块冰阻力之间的关系,研究航速对破冰阻力的影响;采用水面和水下摄录像技术,捕捉冰的断裂模式和运动轨迹,研究船艏连续破冰的周期性运动过程,分析船艏与冰相互作用机理。其次基于离散元方法开展船艏破冰阻力数值计算研究。根据离散元方法的基本原理,引入元胞数组开发力传递模型,采用欧拉角法分析单元运动,结合MATALAB建立数值计算模型,自编程Bri-DEM程序。利用该程序对二维斜板破冰进行数值仿真,验证计算模型的合理性,同时研究不同冰单元形式的影响;在此基础上,利用冰力学试验提供模型冰参数,输入三维船艏数值计算模型,对船艏模型的破冰阻力进行计算并与冰水池模型试验结果作比较分析,验证数值模型的可靠性。最后选取破冰阻力的典型影响因素——船艏倾角和冰厚,采用经验证的Bri-DEM程序进行多方案的冰阻力预报和分析,获得船艏倾角和冰厚变化对破冰阻力的影响规律。总体而言,本文依托中国船舶科学研究中心（CSSRC）小型冰水池（SIMB）,通过物理模型试验与数值仿真计算两方面相结合,开展了冰区船艏部连续破冰模式下的破冰阻力相关基础性探索研究,研究成果可为冰区船舶冰阻力预报、航行性能评估和船型设计优化等提供有益的技术参考。

关键词：冰区航行船舶破冰船艏模型试验冰阻力离散元方法

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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盐水柱状模型冰弯曲强度试验分析

船舶力学 2021年第3期25卷 336-341页

作者：刚旭皓田于逵季少鹏国威寇莹中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

冰区航行船在平整冰层中破冰航行时,弯曲破坏是主要的破坏形式,因而弯曲强度的研究具有重要的工程意义。本文依托室内冰水池的试验条件,结合原位悬臂梁方法对盐水柱状模型冰的弯曲强度进行了一系列试验研究,测量了模型冰的密度、温度、... 详细信息

冰区航行船在平整冰层中破冰航行时,弯曲破坏是主要的破坏形式,因而弯曲强度的研究具有重要的工程意义。本文依托室内冰水池的试验条件,结合原位悬臂梁方法对盐水柱状模型冰的弯曲强度进行了一系列试验研究,测量了模型冰的密度、温度、盐度等基础特性和不同试验条件下的弯曲强度,分析了加载速率对模型冰弯曲强度的影响,确定了冰样尺寸对模型冰弯曲强度的作用,讨论了回温时间、失效时间和弯曲强度之间的关系。本系列试验可为模型冰力学特性的相关研究提供参考。

关键词：盐水柱状模型冰弯曲强度模型试验冰特性

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挤压失效模式下冰压分布特征的试验研究

舰船科学技术 2023年第17期45卷 48-52页

作者：孔帅余朝歌杨宗豫刚旭皓季少鹏田于逵中国船舶科学研究中心水动力学重点实验室江苏无锡214082 深海技术科学太湖实验室江苏无锡214082

为探明宽大结构局部冰压特征,本文采用塔形框架加载装置和分布式压力传感器研究模型冰挤压失效模式下的冰压演化行为。结果表明,冰的非同时破坏进程可引起冰压显著的集中效应和随机效应,基于“事件-最大值”法提取冰压-加载面积特征点... 详细信息

为探明宽大结构局部冰压特征,本文采用塔形框架加载装置和分布式压力传感器研究模型冰挤压失效模式下的冰压演化行为。结果表明,冰的非同时破坏进程可引起冰压显著的集中效应和随机效应,基于“事件-最大值”法提取冰压-加载面积特征点并对其进行指数分布包络拟合,统计典型超越概率下冰压-加载面积函数关系,形成对冰压分布及概率特征的数学表达。本文研究结果可为宽大结构冰压设计提供参考。

关键词：宽大结构高冰压冰压-加载面积模型试验超越概率

冰区船首部连续破冰模式下破冰阻力模型试验研究

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中国造船 2021年第3期62卷 103-113页

作者：刚旭皓田于逵季少鹏国威寇莹余朝歌中国船舶科学研究中心无锡214082

在众多冰区航行船舶冰阻力预报的方法中,冰水池模型试验是最为准确和可靠的一种方法。论文依托中国船舶科学研究中心小型冰水池,设计了一条破冰船船首模型,开展了不同航速下的层冰试验和预切割冰试验,研究冰阻力与速度的相关性。通过船... 详细信息

在众多冰区航行船舶冰阻力预报的方法中,冰水池模型试验是最为准确和可靠的一种方法。论文依托中国船舶科学研究中心小型冰水池,设计了一条破冰船船首模型,开展了不同航速下的层冰试验和预切割冰试验,研究冰阻力与速度的相关性。通过船首模型总冰阻力和不同部位冰阻力的精细测量,提取冰阻力的不同成分,分析总冰阻力与各分量之间的关系。利用水下摄录像系统,观测冰层破坏过程和破坏模式,分析船首-冰相互作用与破冰阻力的形成机理。研究结果可为冰区船性能预报与船型优化提供参考。

关键词：冰区航行船舶破冰船首模型试验破冰阻力冰水池