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基于强度试验和立体监测的海冰离散元模型及工程应用

摘要第4-6页
ABSTRACT第6-7页
目录第8-12页
CONTENTS第12-16页
图目录第16-20页
表目录第20-21页
1 绪论第21-42页
    1.1 课题研究的背景与意义第21-24页
    1.2 海冰动力学研究第24-26页
        1.2.1 海冰动力学方程第24页
        1.2.2 海冰动力学本构模型第24-26页
    1.3 海冰动力学数值方法第26-30页
        1.3.1 有限差分法第26-28页
        1.3.2 光滑质点流体动力学法第28-29页
        1.3.3 离散元方法第29页
        1.3.4 其它数值方法第29-30页
    1.4 海冰热力学研究第30-32页
        1.4.1 海冰热力学传统模型第31页
        1.4.2 海冰热力学模型的发展第31-32页
    1.5 海冰物理力学性质第32-37页
        1.5.1 海冰物理性质第33-36页
        1.5.2 海冰力学性质第36-37页
    1.6 海冰监测系统第37-40页
        1.6.1 极区海冰监测第37-39页
        1.6.2 渤海海冰监测第39-40页
    1.7 本文研究内容及结构第40-42页
2 渤海海冰物理力学性质试验研究第42-69页
    2.1 引言第42-44页
    2.2 海冰温度、盐度与卤水体积的关系第44-46页
    2.3 海冰单轴压缩强度试验第46-51页
        2.3.1 海冰单轴压缩强度试验方法第46-48页
        2.3.2 温度和卤水体积对海冰单轴压缩强度的影响第48-49页
        2.3.3 应力加载速率对海冰单轴压缩强度的影响第49-50页
        2.3.4 卤水体积和加载速率对海冰单轴压缩强度的综合影响第50-51页
    2.4 海冰弯曲强度试验第51-57页
        2.4.1 海冰弯曲强度试验方法第51-53页
        2.4.2 温度与卤水体积对海冰弯曲强度的影响第53-54页
        2.4.3 应力加载速率对海冰弯曲强度的影响第54-55页
        2.4.4 海冰弯曲强度的双因素影响分析第55-57页
    2.5 海冰侧限压缩强度试验第57-63页
        2.5.1 海冰侧限压缩的试验方法第57-58页
        2.5.2 卤水体积对侧限压缩强度的影响第58-59页
        2.5.3 侧向应力对侧限压缩强度的影响第59-61页
        2.5.4 加载速率的影响第61-63页
    2.6 卤水体积和加载速率影响下海冰强度的统一表征形式分析第63-68页
        2.6.1 卤水体积影响分析第63-64页
        2.6.2 应力速率影响分析第64-66页
        2.6.3 卤水体积和应力率对海冰强度的共同影响第66-68页
    2.7 小结第68-69页
3 基于立体监测的渤海海冰动力学特性研究第69-98页
    3.1 引言第69-70页
    3.2 油气作业区海冰现场监测及分析第70-81页
        3.2.1 海冰厚度计算第70-71页
        3.2.2 海冰密集度计算第71-74页
        3.2.3 海冰速度计算第74-76页
        3.2.4 现场海冰数字图像监测系统第76-78页
        3.2.5 渤海油气作业区全冰期海冰要素变化特征分析第78-81页
    3.3 海冰雷达监测及动力特征分析第81-92页
        3.3.1 基于渤海石油平台的雷达监测系统第81页
        3.3.2 雷达图像海冰速度计算第81-84页
        3.3.3 雷达图像海冰密集度计算第84-87页
        3.3.4 海冰雷达监测图像处理系统第87-88页
        3.3.5 渤海雷达监测海冰运动特性分析第88-92页
    3.4 基于卫星遥感监测的海冰尺寸分布特性分析第92-96页
        3.4.1 海冰尺寸参数提取第92-94页
        3.4.2 海冰DEM计算单元的划分第94-95页
        3.4.3 海冰尺寸分布函数研究第95-96页
    3.5 小结第96-98页
4 海冰热力学生消模式第98-111页
    4.1 引言第98页
    4.2 海冰的热力学过程第98-104页
        4.2.1 大气-海冰界面的热交换第99-101页
        4.2.2 海冰-海洋界面的热交换第101-102页
        4.2.3 海冰内部热力学过程第102页
        4.2.4 海冰表面的消融变化第102-103页
        4.2.5 海冰底面的生消变化第103-104页
    4.3 海冰热力学数值计算第104-108页
        4.3.1 海冰热传导方程的离散第104-107页
        4.3.2 渤海海冰盐度计算第107-108页
        4.3.3 海冰生消计算第108页
    4.4 海冰热-动力耦合方法第108-110页
    4.5 小结第110-111页
5 渤海海冰动力学过程的离散单元方法第111-135页
    5.1 引言第111-112页
    5.2 海冰动力学方程第112-113页
    5.3 海冰Mohr-Coulomb屈服准则第113-114页
    5.4 海冰离散单元方法第114-117页
        5.4.1 海冰单元间的接触模型第114-116页
        5.4.2 海冰单元的塑性变形第116-117页
    5.5 渤海海域水动力计算第117-123页
        5.5.1 水动力计算模型第117-118页
        5.5.2 渤海水动力计算网格划分第118-120页
        5.5.3 渤海水动力计算初边值条件第120页
        5.5.4 计算结果分析第120-123页
    5.6 海冰数值试验第123-128页
        5.6.1 变宽度水道内海冰的漂移和堆积过程第123-126页
        5.6.2 旋转风场作下海冰动力过程第126-128页
    5.7 渤海海冰动力过程的数值模拟第128-134页
        5.7.1 辽东湾海冰分布的演化第128-132页
        5.7.2 辽东湾JZ20-2油气海域的海冰参数演化第132-134页
    5.8 小结第134-135页
6 面向锥体海洋平台结构冰振响应分析的工程海冰预报系统第135-154页
    6.1 引言第135-136页
    6.2 锥体结构冰振响应分析第136-143页
        6.2.1 锥体结构的冰力计算第136-137页
        6.2.2 冰激海洋平台结构振动的有限元模型第137-139页
        6.2.3 平台结构的简化动力计算第139-141页
        6.2.4 锥体平台结构冰振响应的统计分析第141-143页
        6.2.5 不同分析方法的对比分析第143页
    6.3 工程海冰预报系统研究第143-148页
        6.3.1 海冰数值计算条件第143-146页
        6.3.2 气象与水文条件第146-147页
        6.3.3 海冰数值计算模型第147-148页
    6.4 在JZ20-2油气作业区的应用第148-153页
        6.4.1 海冰要素分布场第148-149页
        6.4.2 海冰要素定点预测及应用第149-151页
        6.4.3 辽东湾JZ20-2 MUQ平台冰激响应分析及验证第151-153页
    6.5 小结第153-154页
7 结论与展望第154-158页
    7.1 本文结论第154-155页
    7.2 创新点摘要第155-156页
    7.3 研究展望第156-158页
参考文献第158-172页
攻读博士学位期间科研项目及科研成果第172-174页
致谢第174-175页
作者简介第175页

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