考虑船—冰相互干扰的冰区航行舰船冰载荷计算方法研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文考虑船—冰相互干扰的冰区航行舰船冰载荷计算方法研究硕士研究生：王博指导教师：李辉副教授学科、专业：船舶与海洋结构物设计制造论文主审人：王庆教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文考虑船—冰相互干扰的冰区航行舰船冰载荷计算方法研究硕士研究生：王博指导教师：李辉副教授学位级别：工学硕士学科、专业：船舶与海洋结构物设计制造所在单位：船舶工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertati

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

3、ureandOceanStructureDateofSubmission:Jan.,2018DateofOralExamination:Mar.,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由我们本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律

4、结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明我们第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由

5、哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日考虑船—冰相互干扰的冰区航行舰船冰载荷计算方法研究摘要随着温室效应致使全球天气逐渐变暖，北极区域海冰融化的加速使得充分开发北极丰富的油气资源成为可能。极地战略的推进对有着资源开发和运输功能的冰区航行船舶的需求也变得更多。对于冰区航行船舶来说，虽然不用直接破冰来开辟航道，但是仍有很大的机率会与浮冰发生碰撞，因为当冰区航行舰船靠近浮冰时，两者之间会发生水动力干扰，导致其运动状态改变，容易发生碰撞，在非常短的时间内产生巨大的冲击载荷，可能产生极其严重的海上事故，造成无法挽回的损失。

6、因此在设计冰区航行舰船时，为了保证航行的安全性必须考虑其抗冰特性，对冰载荷进行相应的研究。所以本文以一艘实际的冰区航行舰船为例，研究考虑船—冰水动力干扰的冰区航行船舶与浮冰发生碰撞的冰载荷计算方法。本文的主要研究内容如下：1.根据势流理论推导出该冰区航行舰船与浮冰组成的多浮体系统所满足的边界条件，然后根据面元法计算速度势，从而计算出该冰区航行舰船的水动力系数以及多浮体系统之间的干扰力。除此之外，还对多浮体系统干扰力的影响因素进行了研究，得出其与干扰力之间的关系。2.以船舶的操纵性为依托，建立冰区航行舰船在水平面上的运动微分方程，通过Newmark方法在时域内求解其

7、运动响应，然后改变初始条件，得到其在不同航速下与浮冰发生碰撞时的角度和具体位置。3.利用非线性有限元分析软件ANASYS/LS-DYNA建立冰区航行舰船以及浮冰的数值模型，通过显式分析方法计算冰区航行舰船在不同的航速下与浮冰发生碰撞所产生的冰载荷的时历，同时通过分析给出该冰区航行舰船能够与浮冰发生碰撞的安全航速，为提高冰区航行船舶的安全性以及抗冰设计提供一定的指导。关键词：冰区航行舰船；浮冰；水动力干扰；操纵性；ANASYS/LS-DYNAI哈尔滨工程大学硕士学位论文II考虑船—冰相互干扰的冰区航行舰船冰载荷计算方法研究ABSTRACTGlobalwarminga

8、ndthe