| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 主要符号表 | 第20-21页 |
| 1 绪论 | 第21-33页 |
| 1.1 研究背景 | 第21-23页 |
| 1.2 船舶碰撞研究方法 | 第23-26页 |
| 1.2.1 试验法 | 第23-24页 |
| 1.2.2 简化解析法 | 第24-25页 |
| 1.2.3 数值模拟法 | 第25-26页 |
| 1.3 船舶碰撞机理研究现状 | 第26-31页 |
| 1.3.1 外部机理 | 第26-28页 |
| 1.3.2 内部机理 | 第28-29页 |
| 1.3.3 耦合方法 | 第29-30页 |
| 1.3.4 方法对比 | 第30-31页 |
| 1.4 本文工作 | 第31-33页 |
| 2 船舶碰撞数值模拟的基本理论及关键技术 | 第33-42页 |
| 2.1 基本理论 | 第33页 |
| 2.2 LS-DYNA求解方法 | 第33-35页 |
| 2.2.1 拉格朗日方法 | 第33-34页 |
| 2.2.2 欧拉方法 | 第34页 |
| 2.2.3 ALE方法 | 第34-35页 |
| 2.3 LS-DYAN接触定义 | 第35-36页 |
| 2.3.1 接触算法 | 第35页 |
| 2.3.2 接触类型 | 第35-36页 |
| 2.4 LS-DYNA材料模型 | 第36-39页 |
| 2.4.1 船舶钢结构材料模型 | 第36-37页 |
| 2.4.2 冰材料模型 | 第37-39页 |
| 2.4.3 空气和水的材料模型 | 第39页 |
| 2.5 LS-DYNA流体-结构耦合方法 | 第39-41页 |
| 2.5.1 ALE算法 | 第40页 |
| 2.5.2 流体-结构耦合算法 | 第40-41页 |
| 2.6 本章小结 | 第41-42页 |
| 3 考虑滑移影响的船艏-冰山碰撞力预测方法研究 | 第42-71页 |
| 3.1 引言 | 第42-43页 |
| 3.2 模型描述 | 第43-52页 |
| 3.2.1 计算步骤 | 第43-44页 |
| 3.2.2 能量耗散的计算 | 第44-47页 |
| 3.2.3 能量耗散和碰撞力的关系 | 第47-52页 |
| 3.3 方法验证 | 第52-54页 |
| 3.4 算例分析 | 第54-69页 |
| 3.4.1 总能量耗散 | 第55-57页 |
| 3.4.2 碰撞力 | 第57-61页 |
| 3.4.3 摩擦系数的影响 | 第61-63页 |
| 3.4.4 冰山局部形状的影响 | 第63-66页 |
| 3.4.5 与设计冰载荷的比较 | 第66-68页 |
| 3.4.6 与Gagnon和Wang工作的比较 | 第68-69页 |
| 3.5 本章小结 | 第69-71页 |
| 4 事故极限状态下浮冰撞击船舶舷侧的新简化均压方法研究 | 第71-94页 |
| 4.1 引言 | 第71-73页 |
| 4.1.1 设计考虑 | 第71-73页 |
| 4.1.2 目标和方法 | 第73页 |
| 4.2 新简化均压法 | 第73-78页 |
| 4.2.1 模型描述 | 第74-75页 |
| 4.2.2 方法步骤 | 第75-78页 |
| 4.3 完整非线性有限元分析方法 | 第78-87页 |
| 4.3.1 冰材料模型的校准 | 第79-81页 |
| 4.3.2 冰材料模型的验证 | 第81-84页 |
| 4.3.3 结果分析 | 第84-87页 |
| 4.4 新简化均压方法的验证 | 第87-91页 |
| 4.5 讨论 | 第91-92页 |
| 4.6 本章小结 | 第92-94页 |
| 5 冰与结构碰撞的流体-结构相互作用分析 | 第94-125页 |
| 5.1 引言 | 第94-95页 |
| 5.2 恒定附加质量法和流体-结构耦合法 | 第95-97页 |
| 5.2.1 恒定附加质量法 | 第95-97页 |
| 5.2.2 流体-结构耦合法 | 第97页 |
| 5.3 试验数据 | 第97-101页 |
| 5.3.1 冰压痕和冲击数据 | 第97-98页 |
| 5.3.2 冰块-结构碰撞数据 | 第98-101页 |
| 5.4 流体-结构耦合法分析 | 第101-116页 |
| 5.4.1 有限元建模 | 第101-102页 |
| 5.4.2 冰块和浮体的材料模型 | 第102-104页 |
| 5.4.3 冰材料模型的验证 | 第104-105页 |
| 5.4.4 LS-DYAN流体模型的验证 | 第105-109页 |
| 5.4.5 流体-结构耦合技术的验证 | 第109-112页 |
| 5.4.6 周围水的影响 | 第112-113页 |
| 5.4.7 水材料模型的影响 | 第113-116页 |
| 5.5 恒定附加质量法分析 | 第116-117页 |
| 5.5.1 数值模型设置 | 第116-117页 |
| 5.5.2 结果分析 | 第117页 |
| 5.6 数值模拟与试验结果的比较 | 第117-121页 |
| 5.6.1 浮体加速度 | 第118-119页 |
| 5.6.2 碰撞力 | 第119页 |
| 5.6.3 冰块的能量耗散 | 第119-121页 |
| 5.6.4 CPU时间 | 第121页 |
| 5.7 讨论 | 第121-123页 |
| 5.8 本章小结 | 第123-125页 |
| 6 船舶与船舶碰撞的流体-结构相互作用分析 | 第125-146页 |
| 6.1 引言 | 第125-126页 |
| 6.2 流体-结构耦合数值模型设置 | 第126-129页 |
| 6.3 流体-结构耦合法结果分析 | 第129-136页 |
| 6.3.1 被撞船前进速度的影响 | 第129-132页 |
| 6.3.2 被撞船质量的影响 | 第132-133页 |
| 6.3.3 碰撞角度的影响 | 第133-136页 |
| 6.4 解析法、恒定附加质量法和流体-结构耦合法的比较 | 第136-140页 |
| 6.4.1 解析方法 | 第136-137页 |
| 6.4.2 恒定附加质量法 | 第137-140页 |
| 6.5 波浪对船舶碰撞的影响 | 第140-144页 |
| 6.5.1 作用于船舶上的波浪载荷 | 第141页 |
| 6.5.2 船舶碰撞数值模型 | 第141-142页 |
| 6.5.3 结果分析 | 第142-144页 |
| 6.6 讨论 | 第144-145页 |
| 6.7 本章小结 | 第145-146页 |
| 7 结论与展望 | 第146-149页 |
| 7.1 全文总结 | 第146-147页 |
| 7.2 创新点摘要 | 第147-148页 |
| 7.3 研究展望 | 第148-149页 |
| 参考文献 | 第149-161页 |
| 附录A Liu和Amdahl模型 | 第161-163页 |
| 附录B Popov经验公式 | 第163-164页 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 | 第164-165页 |
| 致谢 | 第165-166页 |
| 作者简介 | 第166页 |