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题名水下爆炸载荷作用下的层冰破坏特性研究
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作者
张健
韩新欣
黄祥宏
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机构
江苏科技大学船舶与海洋工程学院
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出处
《舰船科学技术》
北大核心
2025年第15期12-17,共6页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52401383)。
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文摘
由于传统破冰船破冰的局限性,利用水下爆炸进行破冰,对舰船在两级航道运营与冰下物探等起着重要作用。层冰与海洋结构物作用时冰载荷较大,为深入探究水下爆炸载荷作用下层冰的破坏特性,本文采用耦合欧拉-拉格朗日算法(CEL)模拟自由液面作用的水下爆炸气泡演化与层冰毁伤过程,与实验结果相互验证,并对不同的爆距、药量和冰厚进行系列计算,分析层冰在水下爆炸冲击波和气泡作用下的毁坏特性。研究发现,爆距选择是决定冰层裂纹形式和产生时间的关键因素,本文水下爆炸破冰最优无量纲爆距约为0.821~1.299;装药量直接决定爆炸能量,是实现爆炸破冰的关键;水下爆炸产生气泡,并伴生水下冲击波,是造成冰层毁伤的重要因素。因此,为确保有效破冰,实现冰层多模态毁伤,需实现装药量和爆距的最佳耦合作用方式。
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关键词
CEL
水下爆炸
冲击波
气泡
冰层破坏
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Keywords
CEL
underwater explosions
shock wave
bubble
ice breakage
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分类号
U674.21
[交通运输工程—船舶及航道工程]
O382.1
[理学—流体力学]
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题名大型极地航行集装箱船船首结构局部优化分析
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作者
张健
薛坚
韩新欣
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机构
江苏科技大学船舶与海洋工程学院
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出处
《舰船科学技术》
北大核心
2024年第16期17-22,共6页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51979130,52201323)。
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文摘
为研究船舶船首结构结构优化方案,根据一条极地区域航行集装箱船数据,在有限元软件中对其进行1∶1精准建模,构建满足均化弹塑性的本构层冰模型。与本船的有限元模型进行数值模拟,研究碰撞过程的船首变形情况与结构吸能变化,随后对于不同工况进行结果对比分析,研究不同优化结构下船冰碰撞对船首部的影响。结果显示,优化后加了套板的船首受力与变形大小相较于原本船首减少许多,套板吸走了碰撞后的部分能量,使得碰撞区域产生的力小部分被套板承受,且使层冰破裂,使得后面船体部分与碎冰碰撞,船首受到的力变小,损伤与变形也就更小。研究发现套板厚度越厚、内部结构越多,其吸收的能量就越多,从而对于船首的保护就越好。
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关键词
船冰
结构优化
碰撞
集装箱船
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Keywords
ship and ice
structural optimization
collision
container ship
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分类号
U661.4
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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