海冰環(huán)向裂紋法冰載荷預(yù)報(bào)及應(yīng)用

目錄
前言
第1章緒論1
1.1極地海冰概述1
1.1.1海冰形成過程1
1.1.2極地海冰分類2
1.1.3海冰的威脅6
1.2極地海洋結(jié)構(gòu)物種類6
1.2.1極地船舶6
1.2.2極地海洋工程8
1.3極地工程冰載荷研究方法9
1.3.1理論方法9
1.3.2數(shù)值方法10
1.3.3模型實(shí)驗(yàn)11
1.3.4實(shí)船試驗(yàn)11
1.4冰載荷預(yù)報(bào)問題難點(diǎn)12
1.4.1總體冰載荷12
1.4.2局部冰載荷12
1.5小結(jié)13
參考文獻(xiàn)13
第2章海冰基本特性與失效模式16
2.1海冰基本特性16
2.1.1幾何特征16
2.1.2物理特性18
2.1.3力學(xué)特性21
2.1.4相似準(zhǔn)則29
2.2海冰失效模式30
2.2.1壓潰破壞31
2.2.2壓屈破壞32
2.2.3彎*破壞33
2.2.4劈裂破壞35
2.3冰載荷主要類型36
2.3.1擠壓載荷36
2.3.2彎*載荷38
2.3.3浸沒載荷40
2.3.4其他載荷41
2.4小結(jié)42
參考文獻(xiàn)42
第3章海冰環(huán)向裂紋法理論45
3.1海冰環(huán)向裂紋法理論來源45
3.1.1環(huán)向裂紋的物理意義45
3.1.2海冰裂紋競爭機(jī)制47
3.1.3海冰特征長度49
3.2海冰環(huán)向裂紋法基本假定50
3.2.1方法簡述50
3.2.2基本假定52
3.2.3適用范圍52
3.3海冰環(huán)向裂紋法數(shù)學(xué)模型52
3.3.1船舶運(yùn)動(dòng)模型52
3.3.2海冰擠壓破壞模型54
3.3.3彎*斷裂數(shù)學(xué)模型57
3.3.4冰塊浸沒載荷模型60
3.3.5船體彈塑性數(shù)學(xué)模型62
3.4海冰環(huán)向裂紋法的驗(yàn)證63
3.4.1冰水池實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證63
3.4.2實(shí)船試驗(yàn)驗(yàn)證66
3.5小結(jié)68
參考文獻(xiàn)69
第4章船舶冰阻力數(shù)值預(yù)報(bào)71
4.1冰阻力預(yù)報(bào)規(guī)范方法71
4.2經(jīng)驗(yàn)公式法72
4.2.1經(jīng)驗(yàn)公式發(fā)展概述72
4.2.2典型冰阻力經(jīng)驗(yàn)公式74
4.3基于環(huán)向裂紋法的冰阻力77
4.3.1數(shù)值實(shí)現(xiàn)方法77
4.3.2數(shù)值預(yù)報(bào)結(jié)果80
4.4其他數(shù)值方法85
4.4.1離散元法85
4.4.2非線性有限元法87
4.4.3近場動(dòng)力學(xué)法89
4.4.4其他數(shù)值方法小結(jié)90
4.5小結(jié)90
參考文獻(xiàn)90
第5章極地船舶運(yùn)動(dòng)響應(yīng)與操縱性評(píng)估92
5.1極地船舶操縱性評(píng)估92
5.2基于環(huán)向裂紋法的船舶運(yùn)動(dòng)模擬94
5.2.1回轉(zhuǎn)破冰案例分析94
5.2.2操縱性實(shí)船數(shù)據(jù)驗(yàn)證102
5.2.3冰區(qū)操縱性影響分析105
5.3其他操縱性評(píng)估方法109
5.3.1有限元法109
5.3.2離散元法110
5.4小結(jié)111
參考文獻(xiàn)111
第6章船體結(jié)構(gòu)局部冰載荷預(yù)報(bào)113
6.1規(guī)范冰載荷計(jì)算方法113
6.1.1國際船級(jí)社規(guī)范方法113
6.1.2芬蘭-瑞典冰級(jí)規(guī)范方法118
6.1.3俄羅斯冰區(qū)規(guī)范方法119
6.2基于海冰環(huán)向裂紋法的局部冰載荷算例120
6.2.1連續(xù)破冰工況120
6.2.2沖撞破冰工況125
6.2.3回轉(zhuǎn)破冰工況130
6.3其他局部冰載荷分析方法135
6.3.1非線性有限元法135
6.3.2粒子法135
6.3.3離散元法135
6.3.4近場動(dòng)力學(xué)法136
6.4小結(jié)136
參考文獻(xiàn)136
后記138