碎冰阻力的替代试验及其变化规律研究

作     者：宗智 陈昭炀 ZONG Zhi;CHEN Zhaoyang

作者机构：大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024 工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52192692 52171294) 

出 版 物：《中国舰船研究》 (Chinese Journal of Ship Research)

年 卷 期：2022年第17卷第5期

页      码：196-203页

摘      要：[目的]旨在探讨船舶碎冰阻力模型试验的替代方法及其变化规律,为冰区航行船舶的设计提供技术支持。[方法]使用聚丙烯材料替代天然的冻结冰,在常温拖曳水池中进行碎冰船模阻力试验。通过调整碎冰块的大小、形状、数量,可以产生给定密集度的随机碎冰场。根据几何相变理论,存在临界密集度,将碎冰冰场划分为离散相(密集度小于临界值)和连通相(密集度大于临界值)两种冰场。[结果]离散相冰阻力主要包括敞水阻力和碎冰块的船-冰碰撞阻力;连通相冰阻力成分除了敞水和碰撞阻力外,还包括堆积产生的冰摩擦阻力。采用基于随机冰场的分形维数来定义的阻力系数,发现当密集度小于临界值时,冰阻力系数在试验范围内(速度为0.3~0.9 m/s)近乎是常数;当密集度大于临界值时,冰摩擦阻力和速度呈反比。[结论]聚丙烯材料替代碎冰阻力试验具有可行性。碎冰场的纯冰阻力分为两个成分:碰撞产生的冰阻力和堆积产生的冰摩擦阻力。

主 题 词：碎冰 阻力 碰撞 摩擦 

学科分类：08[工学] 0824[工学-林业工程类] 082401[082401] 

D　O　I：10.19693/j.issn.1673-3185.02847

馆 藏 号：203115233...