基于浮冰区参数化设计的船舶冰阻力数值模拟

• 作者: 刘为民 庄月昊 张忠宇 涂勋程 谷家扬 陶延武
• 来源期刊: 船舶力学
• 学科: 交通运输
• 关键词: 参数化设计 遗传算法优化 MCD概率分布 流固耦合 参数影响性分析
• 年，卷（期）: 2020,（12）
• 所属期刊栏目: 流体力学
• 页码范围: 1517-1529
• 页数: 13页
• 分类号: U661.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1007-7294.2020.12.001

摘要

本文参照真实冰区环境下浮冰尺度(MCD)概率分布规律,基于遗传算法运算器Glapagos,采用Grasshopper参数设计工具对Voronoi图进行全局优化,建立了符合自然环境的浮冰区模型,采用LS-DYNA流固耦合方法对船舶在浮冰区航行的参数影响情况进行了研究.研究发现:船肩附近的浮冰滑移现象最为显著,船艏附近的浮冰破碎现象则更为明显;船体受浮冰的冲击频率随浮冰密集度的提高呈明显增大趋势,而受冰厚影响较小;浮冰载荷波动的剧烈程度与影响因素(浮冰密集度、浮冰厚度和航速)正相关;相比大尺度浮冰,小尺度浮冰具有较高频率的冲击载荷、较大的载荷脉冲宽度和成分占比更高的摩擦阻力,这对浮冰阻力起到了明显的加强作用;浮冰阻力具有一定的随机性,但一般随浮冰密集度、冰厚和航速的增加而增加.