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基于離散元方法的極地浮碎冰區船舶冰阻力

作者:金強 張佳寧 葛媛 高波

關鍵詞: 浮 碎冰; 離散元方法; 接觸模型; 船冰作用力;

摘要:采用離散元方法建立浮/碎冰模型,結合歐拉多相流VOF方法數值模擬船舶與浮/碎冰之間的接觸碰撞過程。重點對比分析船、冰作用過程中Hertz-Mindlin模型、Linear Spring模型和Walton Braun模型3種接觸力計算模型對船-冰作用形式和冰阻力數值的影響。結果表明,在同一工況下,3種接觸碰撞模型對船體周圍碎冰運動模式變化的影響一致。對于船體所受冰阻力,通過分析船長方向和船寬方向的冰阻力數值,并將計算結果與采用Du Brovin經驗公式計算得到的結果相對比,得出采用Linear Spring接觸力計算模型計算得到的阻力幅值發散低,數值相對穩定,計算誤差較小,為極地冰區船舶與浮碎冰相互作用的阻力計算提供參考。


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