一、渤海冰脊分析及其设计参数（论文文献综述）
张驰[1]（2021）在《基于DEM-LBM耦合算法的冰水混合物压剪特性数值模拟研究》文中研究说明
朱红日,季顺迎[2]（2021）在《冰脊压剪试验及其对直立结构冰载荷的离散元分析》文中研究指明为更准确地分析冰脊与海洋结构的相互作用,本文提出一种基于粘结球体单元的冰脊离散元方法,其中龙骨与脊帆由不同尺寸的单元随机排列而成,整体呈各向同性。采用该方法模拟了一系列龙骨压剪试验,结果表明此方法能较好地表现龙骨的力学特性,且弹性模量、粘聚强度、内摩擦角等计算参数不仅影响龙骨的压剪强度,还影响其破坏模式。最后计算了冰脊与圆形直立结构的相互作用过程,其结果与ISO 19906规范结果相近,证明了该方法的可靠性。
吴蒙[3]（2020）在《高冰级破冰船连续破冰数值分析》文中提出时至今日,全球变暖的步伐仍然没有停下。南北极冰川大量融化,影响了全球生态环境,但同时也为极区开发探索拓宽了道路。各国政府都出台相应的极区战略,加紧推进极区的开发探索。无论是极区通航、科学考察还是资源开发,都需要依托破冰船进行。因此,准确地模拟破冰船的连续破冰过程并正确预报冰阻力,对破冰船的设计优化有很重要的现实意义。本文的主要工作有以下几点:1.总结海冰的形成、微观结构、物理和力学性质,并根据海冰的性质建立冰材料数值模型。使用该材料模型模拟圆台撞击刚性墙实验,通过对比模拟结果与ISO/CD19906中推荐在冰山碰撞载荷下严重冰事故时的冰材料P-A（压强-面积）曲线,验证了冰材料数值模型的适用性。2.引入FEM-SPH自适应耦合方法,使用非线性有限元软件LS-DYNA对破冰船连续破冰过程进行数值模拟?该方法可以弥补传统有限元方法采用单元删除法而产生的质量、能量不守恒问题,并可以模拟冰排破碎产生碎冰的现象。通过对比模拟得到的冰阻力结果和Lindqvist公式计算的冰阻力,验证该方法的适用性和准确性。3.基于南极威德尔海冰脊实测数据,分析冰脊的成因和几何特征,并选取了两种类型的冰脊建立了有限元数值模型,使用非线性有限元方法模拟破冰船在冰脊冰况下的连续破冰过程,并对数值模拟得到的冰阻力时历曲线进行分析,将整个连续破冰过程划分为三个阶段,总结了冰脊冰况与平整冰冰况下连续破冰的差异。4.通过选取三种碰撞角度,研究在冰脊冰况下碰撞角度对破冰船连续破冰的影响。并对比数值模拟得到的冰阻力结果,分析冰脊工况下更优的航行方式。
陈晓东[4]（2019）在《海冰与海水间热力作用过程及海冰单轴压缩强度特性的试验研究》文中指出海冰的力学性质与破坏机理是冰区海洋结构与船舶等工业装备的主要设计依据。在风、浪、流等海洋环境驱动下,海冰受拉伸、挤压或剪切作用而发生断裂、破碎并可形成冰脊。此时,海冰厚度可在短期内成倍增长,但其力学性质却又与平整冰有很大差异。对于通过再冻结所形成的重叠冰或冰脊固结层等类型海冰,其强度不仅由平整冰的力学性质所决定,同时也与热力学影响下的冻结层冰晶结构密切相关。综合考虑热力学冻结过程与材料破坏机理是衡量冰载荷特性以及工程应用的有效途径。为此,本文以平整冰、冰脊和重叠冰为研究对象,分别对其冰-水间的热力作用过程及力学性质开展系统的研究。在海冰热力过程研究中,通过浸没试验分析海冰与海水间的瞬态热交换过程,以分析该过程中冰温与冰厚的变化特点,得到了新生冰在细观尺度下的冰晶结构特点及影响因素;在海冰力学性质的研究中,通过现场实测分别对平整冰与重叠冰进行单轴压缩试验,确定了两种类型海冰的强度特征与破坏模式,并结合冻结层的结构特点分析了两种海冰单轴压缩强度的差异性。本文研究内容主要包括以下几个方面:通过浸没试验和有限差分数值模拟研究了冰在瞬态热力作用过程中的冰温变化特点及相变特性。在瞬态热力作用过程中,冰水界面处的温差引起冰水间较强的热交换。根据瞬态热传导过程中冰温与冰厚的变化特征,在模型试验与数值模拟基础上进行的量纲分析表明,无量纲冰温仅随傅立叶数变化,而无量纲冰厚增长则由斯蒂芬数、影响热对流的初始冰温与初始冰厚共同决定。通过量纲分析得到了冰温与冰厚变化的无量纲关系式,并可通过该关系式对不同初始条件下的冰温变化与最终冰厚增长量进行预测。由于盐分使盐水冰的比热与盐水的相变热等热力学性质成为受温度与盐度影响的动态参数,并由此改变了瞬态热力作用过程中的冰温与冰厚变化特性。在盐水冰瞬态热传递过程中,冰厚变化率与盐度呈正相关的对应关系;冰温升高速率随着盐度增加而逐渐减弱。在相同的热传递条件下,新生冰厚度随水的盐度增加而明显增厚。通过对新生冰细观冰晶结构的测量发现,冰的生长过程本质上为水的结晶过程与排盐过程之间的相互竞争。当相变速率较慢且水的盐度较低时,冰在生长过程中能够有效排出水中的盐分,所形成的冰晶尺寸较大且冰水界面较为平滑;当相变速率较快且水的盐度较高时,生长过程中卤水通道的密度增加且冰水界面处的高盐度“过冷层”显着地抑制了冰的生长,此时产生的冰晶直径较小,且冰水界面处容易产生凹凸不平的“针状”结构。试验结果还进一步表明,冰晶直径与初始冰温-结冰点之间的温差、盐水的盐度呈反比,与冰的盐度呈正比。由此可知,冰水界面处的几何形态及冰晶结构与冰的生长速率、盐水的盐度密切相关。通过现场试验研究了平整冰在单轴压缩作用下的韧-脆转化及各向异性特点。在不同加载速率与加载方向下测量了海冰的应力、应变与宏观破坏模式。在低应变速率下,海冰的变形过程主要由冰晶之间的位错滑移作用产生并受到卤水的润滑作用,在宏观上由蠕变过程主导并最终产生韧性破坏;在高应变速率下,裂纹尖端的应力集中无法通过蠕变作用缓解而在宏观上表现出脆性破坏特征;当应变速率满足试样由蠕变向裂纹生长的临界条件时,海冰发生韧-脆转化。由于海冰内部晶体的柱状结构特点,外载荷与冰晶之间的相对方向对海冰的破坏模式及强度产生显着的影响。海冰在竖直方向的压缩强度要明显高于水平方向的压缩强度。本文试验表明海冰在竖直方向的压缩强度是水平方向的三倍左右,而发生韧-脆转化的临界应变速率降低约一个量级。在渤海自然环境下,本文制作生成重叠冰并保留海冰表面的几何特征,对重叠冰进行了不同加载速率下的单轴压缩试验。该重叠冰主要由上层平整冰、水下平整冰、两层之间的冻结层三部分组成。在低应变速率下,重叠冰内部主要发生韧性破坏。由于冻结层对蠕变过程中的晶间滑移位错过程的影响较小,因此重叠冰与平整冰的强度较为接近。在高应变速率下,重叠冰主要发生脆性破坏。此时裂纹有较大几率在冻结层的粒状晶体间穿过,其不同于平整冰的柱状冰晶破坏,因此重叠冰在高加载速率下的强度明显低于平整冰。重叠冰发生韧-脆转化的应变速率要低于平整冰。最后,对本文的主要研究工作进行了总结,并对海冰物理力学性质试验中的主要问题进行了讨论和展望。
陈晓东,王安良,季顺迎[5]（2019）在《海冰盐度影响下冰水热力过程的试验研究》文中研究指明北极多年海冰的渡夏与冰脊形成的初始阶段均属于海冰升温的热力学过程。在卤水作用下,海冰在升温过程中需要融化内部的固态冰以达到温盐平衡。为研究海冰升温过程中盐度对宏观热力学性质的影响,本文设计了冰块试样在水中的一维浸没试验。将具有相同初始温度（-32℃）、不同盐度（0 ppt, 2.65 ppt, 12 ppt）的冰试样浸至0.2℃的淡水环境中,并测试试样内部温度场与厚度变化。试验结果表明,高盐度海冰的最终冰厚增加量超过31%,而淡水冰则仅为15%。海冰内部卤水的活跃改变了海冰的宏观比热并大幅度提高了其潜在的内能变化量。同时,将内能变化的实测结果与Schwerdfeger模型理论计算结果进行了对比。分析得出,真实环境中在海冰卤水迁移引起的盐度不均匀分布与卤水外排使得Schwerdfeger模型无法准确描述海冰升温过程中热力学性质。此外,通过对新生冰进行冰晶测试中所观测的柱状结构及晶粒尺寸特征也进一步验证了试验结果的可靠性。
石莉[6]（2019）在《船舶与冰脊碰撞非线性有限元研究》文中认为全球气温逐年攀升,两极冰川不断融化,对极地资源开发和航运业发展带来了极大的机遇,同时也伴随着巨大的考验。船舶在极地航行时不可避免与海冰发生碰撞,这将严重威胁冰区船舶的安全航行,为保证冰区船舶的安全性,针对冰载荷开展研究具有重要意义。冰脊一般尺寸较大,相较于平整冰会对船体产生更为巨大的载荷,在许多海上结构物与冰相互作用的计算中起到关键作用,因此结合冰脊几何尺寸特点与力学特性建立船-冰脊相互作用模型具有重要意义。本文基于非线性显示有限元商业软件ls-dyna对船-冰脊相互作用进行研究,得到船体所受冰载荷及船、冰能量变化等数据,对其进行整理得出对极地冰区船舶航行的一些建议。首先,对冰脊几何形态及力学特性、船-冰脊碰撞研究方法进行了概述,分别对其研究现状,研究方法的优缺点进行大致阐述,在数值模拟方法中针对有限元,离散元等现有的几种的主流数值方法进行了简介。其次考虑冰脊的主要变形与失效机制,开发新的冰脊材料本构模型。采用弹塑性本构模型,对屈服函数、流动法则和破坏准则进行添加与修正,利用半隐式径向回归算法建立冰脊的本构方程,嵌入ls-dyna软件完成二次开发。此外,对决定冰脊初始失效强度的粘聚力峰值进行试验研究。并利用自定义的冰脊材料数值模型与冰脊模型试验结果进行对比,验证冰脊材料的正确性。最后基于破冰船和冰脊的有限元数值模型,对冰脊与船体多次撞击过程中冰脊的材料力学性质变化与累计损伤及船体结构动态响应进行研究,在ls-dyna中实现对船与冰脊多次撞击的数值模拟,对船舶和冰脊的变形损伤、能量变化以及船所受冰载荷等相关数据进行分析总结。研究结果对分析船舶与冰脊碰撞的结构性能具有一定的参考价值。
陈晓东,Knut Hyland,王安良,季顺迎[7]（2018）在《自然对流条件下冰水界面换热系数的试验研究》文中进行了进一步梳理在冰脊的固结过程中,由于接触面积与温差的大幅提升,冰水之间的换热强度显着增强。本文通过浸没试验对自然对流条件下冰水间的换热系数进行了研究。在试验过程中,对试样内部的温度分布与体积变化分别用温度梯度测试系统与数字图像进行测量。为研究初始条件对换热系数的影响,分别采用不同初始温度与厚度的试样在瞬态热传导的环境下进行测试。试验结果表明,换热系数与表面温差呈指数增长,且在本文试验条件下的变化区间为0.3175 W/（m2·K）。试样的初始温度及厚度并不是影响换热系数的直接因素,而其根本因素为流-固界面的边界层状态。在自然对流状态下流体的驱动条件是热胀效应,即当边界层存在温度差时,虽然外界并不存在扰动流体状态的因素,但由于液体自身温差引起的密度差进而驱动流体运动并影响了换热系数。随着边界层温度梯度的增加,边界层的影响区域扩大,从而导致了较高的换热系数。
康立廷[8]（2012）在《基于卫星遥感数据的北极海冰覆盖范围和积雪深度变化的研究》文中认为北极是全球变化最敏感的地区，北极海冰正在经历快速变化的过程，夏季海冰的范围呈现迅速减小趋势，这种变化对全球气候有着显着影响。冰面积雪是有效的隔热介质，可以阻止海冰和外界大气的热量交换，分析积雪深度在北极的分布可以更进一步了解北极海冰迅速变化的原因。本文分析了北极海冰自2003年以来的覆盖面积变化，北极积雪深度随时间和纬度的变化以及冰脊对积雪深度和反照率的影响。利用搭载于Aqua卫星上的微波辐射计AMSR-E（The Advanced MicrowaveScanning Radiometer for EOS）数据确定北极海冰覆盖面积，分析了2003年至2010年海冰覆盖面积变化，结果显2007年海冰覆盖面积最小，2003-2010年海冰呈现振荡下降的趋势，造成海冰迅速变化的原因可分为海冰内部变化和北极外部环境变化。利用AMSR-E数据分析了北极海冰表面积雪深度变化，由于微波的穿透深度有限，AMSR-E数据可反演的积雪深度有效值为0-50cm。使用基于AMSR-E数据ASI算法和NT2算法的海冰密集度反演的积雪深度，对比了2008-2010年两种算法的积雪产品。结果表明两种算法在楚科奇海一年冰分布区域积雪深度吻合的很好，相对误差相差为8.7%，另外分析了两种积雪产品误差产生的原因，研究结果表明其误差来源主要是海冰密集度算法的不同。以ASI算法得到的积雪深度周平均产品分析北极积雪深度变化，一年冰表面积雪随季节变化，一般在10月份一年冰生成，表面积雪深度10cm左右，到北极冬季末一年冰积雪深度达到20-30cm，在冰表面粗糙的区域积雪深度可达40cm以上。冰脊主要分布在北极多年冰区域，但是在冰表面相对粗糙的一年冰区域也存在冰脊，本文利用Landsat/ETM+（Enhanced Thematic Mapper Plus, ETM+）影像数据和Aqua/MODIS（Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer, MODIS）数据提取研究区域的冰脊信息，并结合NOAA/AVHRR （National Oceanic andAtmospheric Administration/Advanced Very High Resolution Radiometer）数据反演得到的反照率数据和AMSR-E积雪深度数据，进行冰脊对反照率和积雪深度影响的研究。研究结果表明在冰脊分布区域，反照率和积雪深度数据都较高于平整冰区域的反照率和积雪深度。
李佳,白乙拉,李信佳,李志军[9]（2011）在《南极威德尔海两类典型冰脊形态特征统计研究》文中进行了进一步梳理2006年8月至10月,德国南极冬季科学考察队在威德尔海进行调查研究,得到总量达2.3G的海冰实测数据,通过整理实测数据,得到两类典型冰脊数据共828个,统计分析了脊帆和龙骨的高度、宽度及角度等几何特征值,并分三个区域比较脊帆和龙骨的形态特征,发现脊帆和龙骨角度值接近正态分布,统计整理角度数据并做出正态分布曲线,进一步分析脊帆与龙骨角度的集中程度和取值范围,统计研究了威德尔海不同区域两类典型冰脊的几何特征及分布情况。
王宾[10]（2011）在《辽东湾海水与平台相互作用研究》文中研究指明随着近些年油气资源的紧缺，海洋石油开发吸引了越来越多的目光。但是海冰对平台的安全性和正常作业的影响成为当下我国冬季渤海石油生产中遇到的最大问题，尤其辽东湾为最甚。平台设计规范里推荐了静冰力的计算公式，但是对动冰力的计算介绍比较模糊。本文就是借助于数值模拟手段对海冰与平台相互作用做进一步的研究，建立一种海冰与平台作用力的计算方法。海冰参数的选取是进行冰区海洋设计最重要的步骤之一。借助于现场观测资料，拟合平整冰厚和冰速，得到了概率分布模型，并利用平整冰厚的累计分布情况推求得到了一定重现时期的极值。利用经验公式推求海冰的抗压强度，并拟合抗压强度的分布，得到其概率模型。借助于显示动力学软件LS-DYNA，结合黏弹性力学建立了拉压屈服强度不同、应变率相关的海冰的本构模型，参考已有的平台建立有限元模型，在时域上研究海冰与平台的相互作用，分析碰撞结果和冰力的时程曲线。借助于ANSYS软件，建立了基于弹塑性力学的海冰模型，并引入岩土力学里的D-P材料屈服准则。结合前面对海冰参数的概率分布研究，利用蒙特卡罗随机抽样方法，对一定距离内的冰与锥体结构的接触冰力进行了概率抽样计算，得到了接触冰力的分布，并对接触冰力的敏感性进行分析，为抗冰平台设计提供参考。
二、渤海冰脊分析及其设计参数（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、渤海冰脊分析及其设计参数（论文提纲范文）
（2）冰脊压剪试验及其对直立结构冰载荷的离散元分析（论文提纲范文）
| 1 冰脊的离散元方法 |
| 1.1 冰脊结构的离散元构造 |
| 1.2 冰脊压剪过程的离散元分析 |
| 1.3 离散元参数对压剪强度的影响 |
| 2 冰脊与圆形直立结构相互作用的离散元分析 |
| 2.1 冰脊与圆形直立结构相互作用的计算模型 |
| 2.2 冰脊对圆形直立结构冰载荷的验证 |
| 3 结论 |
（3）高冰级破冰船连续破冰数值分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 破冰船介绍 |
| 1.2.2 冰载荷计算 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第二章 理论介绍 |
| 2.1 非线性有限元方法 |
| 2.1.1 动力学方程 |
| 2.1.2 Solid单元算法 |
| 2.1.3 罚函数接触算法 |
| 2.2 光滑粒子流体动力学方法 |
| 2.2.1 函数的核近似 |
| 2.2.2 粒子近似 |
| 2.2.3 光滑函数 |
| 2.2.4 粒子近似下的控制方程 |
| 2.3 FEM-SPH耦合方法 |
| 2.3.1 固-连接触 |
| 2.3.2 自适应耦合 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 海冰性质及其数值模型 |
| 3.1 海冰性质综述 |
| 3.1.1 海冰的形成与微观结构 |
| 3.1.2 海冰的物理性质 |
| 3.1.3 海冰的力学性质 |
| 3.2 基于LS-DYNA的冰材料模型 |
| 3.3 冰材料模型验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于FEM-SPH自适应耦合法的连续破冰数值模拟 |
| 4.1 破冰模式与碰撞情景 |
| 4.2 数值模型建立 |
| 4.2.1 破冰船数值模型 |
| 4.2.2 冰排数值模型 |
| 4.2.3 水域、空气域数值模型 |
| 4.2.4 接触算法与载荷定义 |
| 4.3 网格收敛性分析 |
| 4.4 连续破冰数值模拟结果分析 |
| 4.4.1 连续破冰过程分析 |
| 4.4.2 冰阻力结果分析及验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 破冰船在冰脊冰况下连续破冰数值模拟 |
| 5.1 冰脊成因及几何尺寸特征 |
| 5.2 南极威德尔海冰脊实测数据分析 |
| 5.3 冰脊数值模型 |
| 5.3.1 第一类型冰脊数值模型 |
| 5.3.2 第二类型冰脊数值模型 |
| 5.4 冰脊冰况下连续破冰数值模拟结果分析 |
| 5.4.1 第一类型冰脊数值模拟结果 |
| 5.4.2 第二类型冰脊数值模拟结果 |
| 5.5 碰撞角度对冰脊冰况下连续破冰的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（4）海冰与海水间热力作用过程及海冰单轴压缩强度特性的试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.1.1 工程海冰的研究背景 |
| 1.1.2 海冰与结构相互作用的研究 |
| 1.2 海冰的细观结构及物理性质 |
| 1.2.1 微观尺度下海冰的形成过程 |
| 1.2.2 海冰的卤水动态及脱盐机理 |
| 1.2.3 海冰的细观冰晶结构 |
| 1.2.4 海冰形态特征 |
| 1.3 冰水间瞬态传热过程研究 |
| 1.3.1 冰水瞬态传热的自然形成条件 |
| 1.3.2 瞬态传热下冰内的能量变化 |
| 1.3.3 基于能量形式的热力学模型 |
| 1.3.4 冰-水界面处的热交换 |
| 1.4 海冰的力学行为 |
| 1.4.1 平整冰单轴压缩过程中海冰的韧性破坏 |
| 1.4.2 平整冰单轴压缩过程中海冰的脆性破坏 |
| 1.4.3 单轴压缩下的海冰韧-脆转化机理 |
| 1.4.4 冰脊龙骨的剪切强度及破坏过程 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 2 冰-水间的瞬态热交换过程及其相似准则研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 浸没试验的理论分析方法及物理模型 |
| 2.2.1 基于能量形式的热力学模型 |
| 2.2.2 基于热通量的热力学模型 |
| 2.3 模型冰制作方法及试验装置研制 |
| 2.3.1 模型冰制作原理 |
| 2.3.2 模型冰的制作装置 |
| 2.3.3 冰池浸没试验装置 |
| 2.4 冰在水中浸没过程的试验结果 |
| 2.4.1 瞬态传热过程中的冰温变化 |
| 2.4.2 瞬态传热过程中的冰厚变化 |
| 2.5 冰-水界面处热传递特征研究 |
| 2.5.1 冰-水间热传递的测试与计算方法 |
| 2.5.2 淡水环境中冰水界面的热交换 |
| 2.5.3 海水环境中冰水界面的热交换 |
| 2.5.4 冰水界面的换热系数特征 |
| 2.6 瞬态热交换过程的数值模拟 |
| 2.6.1 一维热传递的数值模型 |
| 2.6.2 瞬态热传递的数值模型验证 |
| 2.6.3 数值模拟结果分析 |
| 2.7 冰-水间瞬态热传递过程的相似准则 |
| 2.7.1 傅立叶数对冰温变化的影响 |
| 2.7.2 毕渥数与斯蒂芬数对冰厚变化的影响 |
| 2.7.3 瞬态热传导量纲关系的适用性分析 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 冰的生长过程及其影响下的细观冰晶结构 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 冰生长过程及其影响因素的试验研究 |
| 3.2.1 冰-水间的相变特性研究 |
| 3.2.2 冰内盐分对生长过程的影响 |
| 3.2.3 水体盐分对生长过程的影响 |
| 3.2.4 冰水双重盐分作用下的海冰生长过程 |
| 3.3 新生冰的晶体结构特征 |
| 3.3.1 生长速度对冰晶结构的影响 |
| 3.3.2 海水盐度对冰晶结构的影响 |
| 3.3.3 海水温度对冰晶结构的影响 |
| 3.4 海冰生长中的排盐过程及其对冰晶结构的影响 |
| 3.4.1 海冰生长中的排盐过程分析 |
| 3.4.2 瞬态热传递中的新生冰生长过程 |
| 3.4.3 冰晶结构的特征分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 平整冰在单轴压缩下的韧-脆转化机理及破坏模式 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 便携式低温压缩试验系统的研制 |
| 4.3 试验设计及试样加工采集方法 |
| 4.4 单轴压缩下平整冰韧-脆转化的试验及数据分析 |
| 4.4.1 平整冰单轴压缩强度的试验方案 |
| 4.4.2 海冰单轴压缩的应力-应变曲线 |
| 4.4.3 应变率对海冰单轴压缩强度的影响 |
| 4.4.4 加载速率对海冰有效弹性模量的影响 |
| 4.5 平整冰在单轴压缩下的破坏模式分析 |
| 4.5.1 加载方向垂直于冰晶时的海冰单轴压缩破坏过程 |
| 4.5.2 加载方向平行于冰晶时的海冰单轴压缩破坏过程 |
| 4.6 平整冰破坏模式对单轴压缩强度的影响 |
| 4.6.1 应变率对海冰破坏模式的影响 |
| 4.6.2 海冰破坏模式对单轴压缩强度的影响 |
| 4.6.3 海冰破坏模式对等效弹性模量的影响 |
| 4.7 加载方向对海冰单轴压缩强度的影响 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 重叠冰的单轴压缩强度试验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 重叠冰的试样制备及试验设计 |
| 5.2.1 重叠冰试样制备过程 |
| 5.2.2 重叠冰单轴压缩试样 |
| 5.3 重叠冰的单轴压缩试验 |
| 5.3.1 重叠冰单轴压缩试验中的应力-应变时程曲线 |
| 5.3.2 应变速率对重叠冰单轴压缩强度的影响 |
| 5.4 单轴压缩下平整冰与重叠冰的破坏模式对比 |
| 5.4.1 韧性破坏模式分析 |
| 5.4.2 韧-脆转化破坏模式分析 |
| 5.4.3 脆性破坏模式分析 |
| 5.4.4 韧-脆转变中的破坏过程及破坏模式对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）海冰盐度影响下冰水热力过程的试验研究（论文提纲范文）
| 1 海冰热传递的理论模型 |
| 2 实验装置与方案 |
| 2.1 试验装置 |
| 2.2 海冰温度梯度的测试装置 |
| 2.3 海冰温度梯度的测试装置 |
| 2.4 海冰温度梯度的测试装置 |
| 3 浸没试验结果 |
| 3.1 浸没试验中的冰温测试结果 |
| 3.2 浸没试验中的冰厚度测试结果 |
| 4 浸没试验结果分析与讨论 |
| 4.1 盐度对盐水冰内能变化的影响 |
| 4.2 海冰升温过程中Schwerdtfeger公式的适用性 |
| 5 结论 |
（6）船舶与冰脊碰撞非线性有限元研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冰脊结构与力学特性研究进展 |
| 1.2.2 船体与冰脊相互作用的研究方法进展 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 冰脊力学特性及数值模型研究 |
| 2.1 冰脊材料性质 |
| 2.1.1 冰脊结构 |
| 2.1.2 冰脊力学特性 |
| 2.2 冰脊本构方程研究 |
| 2.2.1 冰脊主要变形与失效形式 |
| 2.2.2 弹塑性本构模型 |
| 2.2.3 屈服函数修正 |
| 2.2.4 塑性流动 |
| 2.2.5 自定义破坏准则 |
| 2.2.6 嵌入ls-dyna程序 |
| 2.3 冰脊粘聚力峰值研究 |
| 2.3.1 冰块冻结键强度实验 |
| 2.3.2 冰块冻结力与冰脊粘聚力转换 |
| 2.4 材料模型验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 船与冰脊相互作用数值模拟 |
| 3.1 基于有限元的冰脊多次撞击问题 |
| 3.1.1 多次撞击过程中冰脊力学性能变化 |
| 3.1.2 非线性有限元控制方程 |
| 3.1.3 显式中心差分算法 |
| 3.1.4 基于ls-dyan的多次撞击问题数值模拟 |
| 3.2 船-冰脊多次撞击数值模拟及结果分析 |
| 3.2.1 船-冰脊互作用工况 |
| 3.2.2 破冰结果分析 |
| 3.2.3 冰载荷结果分析 |
| 3.2.4 吸能结果分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 船-冰脊碰撞结构强度评估 |
| 4.1 破冰船与冰脊碰撞艏部结构动力响应分析 |
| 4.1.1 研究对象 |
| 4.1.2 研究对象材料属性 |
| 4.1.3 船冰模拟的边界条件 |
| 4.2 船-冰脊碰撞艏部结构动态响应分析 |
| 4.2.1 结构损伤分析 |
| 4.2.2 冰载荷结果分析 |
| 4.2.3 吸能结果分析 |
| 4.3 破冰船-冰脊碰撞结构响应影响因素分析 |
| 4.3.1 船速对破冰船—冰脊碰撞结构响应的影响 |
| 4.3.2 冰脊厚度对破冰船-冰脊碰撞结构响应的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）自然对流条件下冰水界面换热系数的试验研究（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 冰水界面瞬态热力过程的理论分析 |
| 2.1 冰水间热量传递的热力学模型 |
| 2.2 冰水间换热系数的确定 |
| 3 冰水换热系数的试验装置与测试方案 |
| 3.1 试验装置及试验过程 |
| 3.2 数据采集 |
| 3.3 试验试样参数 |
| 3.4 换热系数 |
| 4 冰水界面换热系数的测量分析 |
| 4.1 温度试验数据及分析 |
| 4.2 冰厚试验数据及分析 |
| 4.3 冰水界面换热系数试验结果及分析 |
| 5 结论 |
（8）基于卫星遥感数据的北极海冰覆盖范围和积雪深度变化的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1.前言 |
| 1.1 北极海冰和积雪变化研究的意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 遥感观测 |
| 1.2.2 算法研究进展 |
| 1.2.3 现场测量 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2.北极海冰分类和卫星数据介绍 |
| 2.1 海冰的形成和分类 |
| 2.2 主要卫星数据介绍 |
| 2.2.1 SSM/I 数据介绍 |
| 2.2.2 AMSR-E 数据介绍 |
| 2.2.3 MODIS 数据介绍 |
| 2.2.4 LANDSAT/ETM+数据介绍 |
| 2.2.5 AVHRR 数据介绍 |
| 3.海冰覆盖范围变化分析 |
| 3.1 海冰密集度算法 |
| 3.1.1 NT 算法 |
| 3.1.2 NT2 算法 |
| 3.1.3 ASI 算法 |
| 3.1.4 ABA 算法 |
| 3.1.5 反演算法对比 |
| 3.2 海冰覆盖范围变化分析 |
| 3.2.1 海冰覆盖边缘的确定 |
| 3.2.2 海冰变化分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4.积雪深度变化分析 |
| 4.1 积雪深度反演算法 |
| 4.2 两种算法的积雪产品对比 |
| 4.3 北极积雪变化分析 |
| 4.3.1 随时间变化 |
| 4.3.2 积雪深度随纬度变化 |
| 4.4 北极冰脊对反照率和积雪深度影响 |
| 4.4.1 LANDSAT/ETM+影像数据和 MODIS 数据分析 |
| 4.4.2 北极冰脊对积雪深度和反照率影响分析 |
| 4.4.3 结果讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 5.结语 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 发表的学术论文 |
（9）南极威德尔海两类典型冰脊形态特征统计研究（论文提纲范文）
| 0 前言 |
| 1 冰脊数据来源及分区 |
| 2 两类典型冰脊的几何特征 |
| 3 脊帆和龙骨角度分析 |
| 4 结论 |
（10）辽东湾海水与平台相互作用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 海冰与平台相互作用研究的背景 |
| 1.2.1 海冰与平台相互作用研究的工程背景 |
| 1.2.2 国内对海冰与平台作用的认识过程 |
| 1.2.3 各类平台结构与海冰的相互作用 |
| 1.3 海冰与平台相互作用的研究现状 |
| 1.3.1 静冰力的计算 |
| 1.3.2 基于弹塑性力学的海冰与平台相互作用研究 |
| 1.3.3 基于黏弹性力学的海冰与平台相互作用研究 |
| 1.3.4 海冰与平台相互作用理论研究的前景 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 本章小结 |
| 第二章 海冰设计参数的分布拟合 |
| 2.1 冰厚的概率分布 |
| 2.2 冰速的概率分布 |
| 2.3 海冰抗压强度的概率分布 |
| 2.3.1 海冰抗压强度的计算理论 |
| 2.3.2 海冰抗压强度的分布 |
| 2.4 冰厚的极值计算 |
| 2.4.1 基于短期观测资料的极值计算理论 |
| 2.4.2 冰厚的累计概率分布 |
| 2.4.3 一定重现期的平整冰厚 |
| 2.4.4 结果校核验证 |
| 本章小结 |
| 第三章 海冰与平台的相互作用过程研究 |
| 3.1 海冰的黏弹性本构模型 |
| 3.1.1 海冰材料模拟概述 |
| 3.1.2 基于黏弹性力学的海冰本构模型 |
| 3.1.3 海冰裂纹的模拟方法 |
| 3.1.4 海冰的失效准则 |
| 3.2 有限元模型 |
| 3.2.1 海冰与平台模型的建立 |
| 3.2.2 边界条件及接触设定 |
| 3.2.3 求解设置 |
| 3.3 计算结果 |
| 3.3.1 海冰的破碎过程 |
| 3.3.2 海冰的破碎周期与破碎长度 |
| 3.3.3 碰撞过程的能量分布与沙漏评价 |
| 3.3.4 碰撞过程中冰锥上的等效应力分布 |
| 3.3.5 碰撞过程中锥体上的冰荷载 |
| 3.3.6 甲板的振动响应 |
| 本章小结 |
| 第四章 冰力的概率分布研究 |
| 4.1 海冰的弹塑性本构模型 |
| 4.1.1 ANSYS中塑性材料的屈服准则 |
| 4.1.2 基于 D-P 屈服准则的弹塑性海冰本构模型 |
| 4.2 非线性接触计算模型 |
| 4.2.1 海冰与平台的有限元模型 |
| 4.2.2 接触选项的设定 |
| 4.2.3 边界条件与坐标系 |
| 4.3 蒙特卡罗随机抽样思想 |
| 4.4 基于概率抽样的冰锥相互作用模拟 |
| 4.4.1 随机输入参数的概率分布 |
| 4.4.2 随机输入参数的相关性 |
| 4.4.3 蒙特卡罗求解设置 |
| 4.4.4 求解思路 |
| 4.5 结果分析 |
| 4.5.1 抽样结果概述 |
| 4.5.2 敏感性分析 |
| 4.5.3 冰力分布拟合 |
| 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、渤海冰脊分析及其设计参数（论文参考文献）
- [1]基于DEM-LBM耦合算法的冰水混合物压剪特性数值模拟研究[D]. 张驰. 哈尔滨工程大学, 2021
- [2]冰脊压剪试验及其对直立结构冰载荷的离散元分析[J]. 朱红日,季顺迎. 力学与实践, 2021(02)
- [3]高冰级破冰船连续破冰数值分析[D]. 吴蒙. 上海交通大学, 2020(09)
- [4]海冰与海水间热力作用过程及海冰单轴压缩强度特性的试验研究[D]. 陈晓东. 大连理工大学, 2019(06)
- [5]海冰盐度影响下冰水热力过程的试验研究[J]. 陈晓东,王安良,季顺迎. 海洋通报, 2019(01)
- [6]船舶与冰脊碰撞非线性有限元研究[D]. 石莉. 哈尔滨工程大学, 2019(01)
- [7]自然对流条件下冰水界面换热系数的试验研究[J]. 陈晓东,Knut Hyland,王安良,季顺迎. 海洋学报, 2018(05)
- [8]基于卫星遥感数据的北极海冰覆盖范围和积雪深度变化的研究[D]. 康立廷. 中国海洋大学, 2012(03)
- [9]南极威德尔海两类典型冰脊形态特征统计研究[J]. 李佳,白乙拉,李信佳,李志军. 渤海大学学报(自然科学版), 2011(02)
- [10]辽东湾海水与平台相互作用研究[D]. 王宾. 中国石油大学, 2011(11)