[发明专利]一种冰船接触过程数值计算方法

摘要

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。

主权项

1.一种冰船接触过程数值计算方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)确定冰船接触计算工况，包括船的航速，冰场的物理和力学参数、尺度；(2)根据冰场的物理和力学参数、尺度，将冰场离散成一系列冰物质点形式，初始化所有冰物质点密度、体积、速度和加速度参数；(3)对船体三维模型进行面网格划分，划分成一系列四边形面元；(4)在每个时刻，对所有冰物质点，采用冰船接触区域识别方法判断出每一个物质点是否与船体发生接触，并计算出与船体接触的冰物质点对船体的作用力；(5)在每个时刻，应用近场动力学方法计算所有物质点受到的近场力和外载荷，进而计算出所有物质点的加速度；通过时间积分获得当前时刻所有物质点的位移和速度以及破坏程度的物理量，进而获得整个冰场的破碎特点；(6)每个时间步重复步骤4和步骤5，直到到达最大时间步结束计算。