船舶数字碎冰场构建与冰阻力计算方法研究

• 作者: 金强 张佳宁 张雷 田于逵
• 来源期刊: 船舶力学
• 关键词: 极地碎冰 冰池试验 数字碎冰场 离散元方法 冰阻力
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 流体力学|Hydrodynamics
• 页码范围: 879-890
• 页数: 12页
• 分类号: U661.74
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1007-7294.2021.07.005

摘要

为验证数值方法计算精度,预报极地碎冰区船舶所受冰阻力,本文依据冰池试验中生成的碎冰航道以粒子喷射的方式构建相应的数字碎冰场,采用球形粒子填充的方式创建碎冰的离散元模型并与CFD方法相结合计算船舶在碎冰域所受冰阻力.依据HSVA冰池对某冰区油船开展的基于模型冰厚分别为37.1 mm、39.8 mm、46.3 mm及49.4 mm四种条件下的冰池试验,数值模拟了在同等试验条件下船舶所受冰的阻力.对比冰池试验,数值模拟过程中碎冰的运动状态、船冰间相互作用模式与冰池试验现象完全吻合,船体所受冰阻力计算误差在合理范围内,最大误差为29.45％.