海冰环向裂纹法冰载荷预报及应用

与普通水域船舶不同，极地船舶*要关注的是海冰引起的环境载荷输入问题，合理分析极地船舶总体冰载荷和局部冰载荷，评估其冰阻力、运动响应和操纵性是《海冰环向裂纹法冰载荷预报及应用》关注的重点。《海冰环向裂纹法冰载荷预报及应用》主要介绍一种近年来发展起来的极地船舶动态冰载荷数值模拟方法——环向裂纹法。该方法基于海冰环向裂纹断裂假设，在船体与海冰直接碰撞区域，直接求解船-冰相互作用载荷，通过模拟楔形海冰弯*断裂极限承载能力和环向裂纹尺度，在时域中更新层冰边界，避免了因海冰模型材料建模和预设网格不准带来的问题。《海冰环向裂纹法冰载荷预报及应用》*先介绍极地海冰的基本特性，详细阐述环向裂纹法理论，以此为基础开展极地船舶冰阻力、运动响应、操纵性和局部冰载荷的案例分析，并简要介绍其他数值方法。

目录
前言
第1章绪论1
1.1极地海冰概述1
1.1.1海冰形成过程1
1.1.2极地海冰分类2
1.1.3海冰的威胁6
1.2极地海洋结构物种类6
1.2.1极地船舶6
1.2.2极地海洋工程8
1.3极地工程冰载荷研究方法9
1.3.1理论方法9
1.3.2数值方法10
1.3.3模型实验11
1.3.4实船试验11
1.4冰载荷预报问题难点12
1.4.1总体冰载荷12
1.4.2局部冰载荷12
1.5小结13
参考文献13
第2章海冰基本特性与失效模式16
2.1海冰基本特性16
2.1.1几何特征16
2.1.2物理特性18
2.1.3力学特性21
2.1.4相似准则29
2.2海冰失效模式30
2.2.1压溃破坏31
2.2.2压屈破坏32
2.2.3弯*破坏33
2.2.4劈裂破坏35
2.3冰载荷主要类型36
2.3.1挤压载荷36
2.3.2弯*载荷38
2.3.3浸没载荷40
2.3.4其他载荷41
2.4小结42
参考文献42
第3章海冰环向裂纹法理论45
3.1海冰环向裂纹法理论来源45
3.1.1环向裂纹的物理意义45
3.1.2海冰裂纹竞争机制47
3.1.3海冰特征长度49
3.2海冰环向裂纹法基本假定50
3.2.1方法简述50
3.2.2基本假定52
3.2.3适用范围52
3.3海冰环向裂纹法数学模型52
3.3.1船舶运动模型52
3.3.2海冰挤压破坏模型54
3.3.3弯*断裂数学模型57
3.3.4冰块浸没载荷模型60
3.3.5船体弹塑性数学模型62
3.4海冰环向裂纹法的验证63
3.4.1冰水池实验验证63
3.4.2实船试验验证66
3.5小结68
参考文献69
第4章船舶冰阻力数值预报71
4.1冰阻力预报规范方法71
4.2经验公式法72
4.2.1经验公式发展概述72
4.2.2典型冰阻力经验公式74
4.3基于环向裂纹法的冰阻力77
4.3.1数值实现方法77
4.3.2数值预报结果80
4.4其他数值方法85
4.4.1离散元法85
4.4.2非线性有限元法87
4.4.3近场动力学法89
4.4.4其他数值方法小结90
4.5小结90
参考文献90
第5章极地船舶运动响应与操纵性评估92
5.1极地船舶操纵性评估92
5.2基于环向裂纹法的船舶运动模拟94
5.2.1回转破冰案例分析94
5.2.2操纵性实船数据验证102
5.2.3冰区操纵性影响分析105
5.3其他操纵性评估方法109
5.3.1有限元法109
5.3.2离散元法110
5.4小结111
参考文献111
第6章船体结构局部冰载荷预报113
6.1规范冰载荷计算方法113
6.1.1国际船级社规范方法113
6.1.2芬兰-瑞典冰级规范方法118
6.1.3俄罗斯冰区规范方法119
6.2基于海冰环向裂纹法的局部冰载荷算例120
6.2.1连续破冰工况120
6.2.2冲撞破冰工况125
6.2.3回转破冰工况130
6.3其他局部冰载荷分析方法135
6.3.1非线性有限元法135
6.3.2粒子法135
6.3.3离散元法135
6.3.4近场动力学法136
6.4小结136
参考文献136
后记138