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公开(公告)号：CN109766603B
公开(公告)日：2022-09-27
申请号：CN201811603772.9
申请日：2018-12-26
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种冰船接触作用数值计算方法，属于冰区船舶航行性能计算领域。本发明结合近场动力学方法和冰船接触区域识别方法，开展冰船接触过程数值模拟和计算，首先将冰场实体结构离散成一系列冰物质点，并初始化所有冰物质点密度、体积、速度、加速度参数；将需要计算的船体三维模型离散为一系列四边形面元形式；采用冰‑船接触区域识别算法进行当前时刻所有冰物质点与船体结构的接触判断以及冰载荷的计算；基于近场动力学方法计算当前时刻在接触作用下海冰粒子的破碎情况；每个时间步都进行冰船接触区域和近场动力学方法计算海冰破碎，直到到达最大时间步结束计算。本发明应用冰船接触检测方法可以有效进行冰粒子和船体的接触识别，并计算出瞬态冰载荷。
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公开(公告)号：CN113779834B
公开(公告)日：2023-12-01
申请号：CN202111045981.8
申请日：2021-09-07
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F30/23 , G06F30/13 , G06F119/14
Abstract: 本发明属于极地工程材料强度计算技术领域，具体涉及一种考虑几何非线性的冰与结构物动力耦合计算方法。本发明采用近场动力学和有限元法结合的方式进行冰体与悬臂梁结构动力耦合计算，能实现冰与结构物非线性动力作用的耦合，具有效率高，计算结果准确等优点。本发明依据近场动力学方法求解冰体冲击载荷，将冰载荷通过点到面的形式作用到悬臂量面元上，利用非线性动力有限元形成总体刚度矩阵和等效节点力，采用非线性有限元法计悬臂梁的应力和应变，再以悬臂梁新的构型作为接触边界重新求解冰载荷，继续求解变形悬臂梁的刚度矩阵和不平衡力，最后进行迭代计算，通过判断不平衡力是否收敛，计算出最终的冰体与悬臂梁非线性动力耦合的结果。
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公开(公告)号：CN113779696A
公开(公告)日：2021-12-10
申请号：CN202111045963.X
申请日：2021-09-07
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F30/15 , G06F30/17 , G06F30/25 , G06F30/28 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明属于极地工程材料强度计算技术领域，具体涉及一种翼型结构物横切冰体的压力空间分布计算方法。本发明首先依据近场动力学方法建立海冰动力破坏模型，针对翼型结构物形状实现翼型模型和冰体模型的耦合；通过维持冰体模型一端固定，控制翼型结构物以一恒定的速度作用在冰体模型，获取冰体冲击破坏动力破坏结果，同时通过相对面元面积和接触载荷计算翼型剖面受到的压力。本发明可以实现三维翼型结构物与冰体的动力耦合计算，解决了现有商用软件模拟冰体破碎效果不好的缺点，同时也为机翼遭遇冰体破坏或者螺旋桨切冰等复杂结构物与冰体破坏机理的研究提供思路。
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公开(公告)号：CN111079286A
公开(公告)日：2020-04-28
申请号：CN201911294887.9
申请日：2019-12-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F30/20 , G06F30/15 , G06F111/10
Abstract: 本发明提供的是一种层冰工况船舶推力减额分数数值估计方法。一、基于目标船舶开展裸船体的水阻力数值模拟，采集不同航速下的裸船体的水阻力。二、基于目标船舶开展船后自航数值模拟，采集不同航速、转速下的水阻力、螺旋桨有效推力以及扭矩。通过推力减额定义求解出船舶水中的推力减额。三、通过带附着冰的目标船自航模型开展船后自航模拟，采集不同航速、转速下的水阻力、螺旋桨有效推力以及扭矩。基于有效推力的差额来完成冰中的推力减额，求得冰水中的推力减额分数。该方法考虑了冰对伴流场的影响以及冰对螺旋桨的阻塞作用，忽视了碎冰与桨直接接触的影响，可以有效解决目前采用常规船舶计算推力减额方法误差较大的问题。
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公开(公告)号：CN109766603A
公开(公告)日：2019-05-17
申请号：CN201811603772.9
申请日：2018-12-26
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种冰船接触作用数值计算方法，属于冰区船舶航行性能计算领域。本发明结合近场动力学方法和冰船接触区域识别方法，开展冰船接触过程数值模拟和计算，首先将冰场实体结构离散成一系列冰物质点，并初始化所有冰物质点密度、体积、速度、加速度参数；将需要计算的船体三维模型离散为一系列四边形面元形式；采用冰-船接触区域识别算法进行当前时刻所有冰物质点与船体结构的接触判断以及冰载荷的计算；基于近场动力学方法计算当前时刻在接触作用下海冰粒子的破碎情况；每个时间步都进行冰船接触区域和近场动力学方法计算海冰破碎，直到到达最大时间步结束计算。本发明应用冰船接触检测方法可以有效进行冰粒子和船体的接触识别，并计算出瞬态冰载荷。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111079286B
公开(公告)日：2022-06-17
申请号：CN201911294887.9
申请日：2019-12-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F30/20 , G06F30/15 , G06F111/10
Abstract: 本发明提供的是一种层冰工况船舶推力减额分数数值估计方法。一、基于目标船舶开展裸船体的水阻力数值模拟，采集不同航速下的裸船体的水阻力。二、基于目标船舶开展船后自航数值模拟，采集不同航速、转速下的水阻力、螺旋桨有效推力以及扭矩。通过推力减额定义求解出船舶水中的推力减额。三、通过带附着冰的目标船自航模型开展船后自航模拟，采集不同航速、转速下的水阻力、螺旋桨有效推力以及扭矩。基于有效推力的差额来完成冰中的推力减额，求得冰水中的推力减额分数。该方法考虑了冰对伴流场的影响以及冰对螺旋桨的阻塞作用，忽视了碎冰与桨直接接触的影响，可以有效解决目前采用常规船舶计算推力减额方法误差较大的问题。
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公开(公告)号：CN113779834A
公开(公告)日：2021-12-10
申请号：CN202111045981.8
申请日：2021-09-07
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F30/23 , G06F30/13 , G06F119/14
Abstract: 本发明属于极地工程材料强度计算技术领域，具体涉及一种考虑几何非线性的冰与结构物动力耦合计算方法。本发明采用近场动力学和有限元法结合的方式进行冰体与悬臂梁结构动力耦合计算，能实现冰与结构物非线性动力作用的耦合，具有效率高，计算结果准确等优点。本发明依据近场动力学方法求解冰体冲击载荷，将冰载荷通过点到面的形式作用到悬臂量面元上，利用非线性动力有限元形成总体刚度矩阵和等效节点力，采用非线性有限元法计悬臂梁的应力和应变，再以悬臂梁新的构型作为接触边界重新求解冰载荷，继续求解变形悬臂梁的刚度矩阵和不平衡力，最后进行迭代计算，通过判断不平衡力是否收敛，计算出最终的冰体与悬臂梁非线性动力耦合的结果。
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公开(公告)号：CN110775220B
公开(公告)日：2021-08-20
申请号：CN201911079269.2
申请日：2019-11-07
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B63B71/20
Abstract: 一种用于拖曳水池内部的非冻结模型冰均匀铺设装置，属于船舶作业领域。本发明的结构包括横向移动装置、纵向移动装置、均匀搅拌释放装置、非冻结模型冰输送装置，均匀搅拌释放装置固定在横向移动装置的滑块上，横向移动装置安装在纵向移动装置的拖车上，均匀搅拌释放装置的轴线方向的主轴上部分别与旋转电机、轴向电机相连，主轴下部固定多个从动杆，均匀搅拌释放装置的外壁上部为固定部分，外壁下部为移动部分，外壁下部与外壁上部铰接，非冻结模型冰输送装置的倒冰口与均匀搅拌释放装置的入冰口相互配合。本发明充分均匀搅拌不同的模型冰；通过对拖车和横向移动装置的控制，使释放装置到达水池的任意位置，节省人力，提高效率；本发明方便拆除。
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公开(公告)号：CN110135115A
公开(公告)日：2019-08-16
申请号：CN201910496432.9
申请日：2019-06-10
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于浮冰或碎冰阻力计算领域，具体涉及一种二维及三维浮冰场或碎冰场生成方法，通过确定平面浮冰或碎冰场的几何参数；在浮冰或碎冰场内均匀分布海冰物质点；在浮冰或碎冰场内随机分布N个维诺点；依据两者位置关系基于FROTRAN语言将海冰物质点划分成N个区域；依据面积逼近形成平面不同密集度的包含N个浮冰或碎冰块的浮冰或碎冰场；依据给定的厚度随机数生成三维不同密集度的包含N个浮冰或碎冰块的浮冰或碎冰场。本发明将维诺函数法应用到近场动力学中，实现给定区域内随机划分成有限数量浮冰或碎冰块，采用面积逼近方法形成不同密集度的浮冰或碎冰场，基于厚度随机数形成给定范围内不同厚度的浮冰或碎冰块。形成更贴近于实际的浮冰或碎冰生成方法。
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公开(公告)号：CN107757834B
公开(公告)日：2019-07-16
申请号：CN201710971948.5
申请日：2017-10-18
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B63B35/12
Abstract: 本发明为一种滚刀式破冰潜体，属于破冰船设计制造领域。其主要特征在于设计潜体可以依靠调节浮力的方法自由在冰层以下上升和下潜，当潜体上浮到冰层以下与冰层接触时，依靠其上部安装的巨大滚刀机械对冰层进行滚铣借此来破坏冰层的整体结构；机械架在铰刀和浮力调节体的中间，将二者连接起来；当调节潜体的浮力不断上升时，能够依靠浮力对冰层进行冲击，进而将冰层破开。这种从下自上式的破冰方法能够在短时间内破开较大区域的厚冰，并且在加装了多个推进器的情况下能够使得破冰潜体在冰面以下自由破冰。本发明适用于在厚冰区域为船舶开辟航道，具有机动性能好，破冰左右作业速度快，效率高等优点，具有较高的实用价值。
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