北極地區(qū)豐富的油氣資源使其成為目前世界能源開發(fā)的熱點(diǎn)地區(qū),然而北極地區(qū)緯度高,常年處于寒冷條件下,為了油氣資源的安全清潔開采,對工程技術(shù)提出較高要求。我國冰力學(xué)的發(fā)展相對國外較晚,且我國位于北極圈以外,缺乏海上極寒工程的經(jīng)驗(yàn),對極地冰載荷的深入研究,能夠掌握寒區(qū)核心技術(shù)以實(shí)現(xiàn)極地資源自主開發(fā)。通過歸納總結(jié)巴倫支海與喀拉海的海冰環(huán)境條件,給出北極海域一般冰期、平整冰厚以及冰速范圍�；诂F(xiàn)有規(guī)范及北極科學(xué)考察實(shí)地測量所得數(shù)據(jù),明確北極地區(qū)海冰生消規(guī)律,北極地區(qū)海冰鹽度、密度和冰溫范圍。采集黃渤海冬季自然海冰開展單軸壓縮試驗(yàn)和彎曲試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)海冰單軸壓縮強(qiáng)度在韌脆轉(zhuǎn)變區(qū)具有明顯的尺寸效應(yīng),基于Timco的海冰強(qiáng)度計(jì)算公式,分析得到了寬適用范圍內(nèi)修正的海冰壓縮強(qiáng)度與彎曲強(qiáng)度的多因素函數(shù)關(guān)系式。利用離散單元法對冰與寬結(jié)構(gòu)相互作用過程進(jìn)行數(shù)值模擬研究,結(jié)合渤海沉箱平臺以及北極海洋平臺現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了離散元對海冰動力學(xué)過程模擬的正確性。分析了海冰與寬體直立結(jié)構(gòu)相互作用的破壞模式,發(fā)現(xiàn)冰厚大于0.2m海冰以擠壓破壞為主,冰速高于0.05m/s,以擠壓破壞和混合破壞為主。隨著結(jié)構(gòu)寬度變大,海冰由擠壓破壞... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 寬大結(jié)構(gòu)冰載荷研究的主要問題
    1.3 極地冰載荷研究現(xiàn)狀
        1.3.1 海冰物理力學(xué)性質(zhì)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 冰載荷研究方法
        1.3.3 整體冰力研究現(xiàn)狀
        1.3.4 局部冰力研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
2 海冰物理力學(xué)性質(zhì)研究
    2.1 北極海冰環(huán)境條件分析
        2.1.1 巴倫支海海域
        2.1.2 喀拉海海域
    2.2 海冰單軸壓縮強(qiáng)度研究
        2.2.1 海冰單軸壓縮強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.2 應(yīng)變速率對海冰壓縮強(qiáng)度的影響
        2.2.3 鹵水體積對海冰壓縮強(qiáng)度的影響
        2.2.4 應(yīng)變速率和鹵水體積對海冰壓縮強(qiáng)度的綜合影響
        2.2.5 尺寸效應(yīng)對海冰壓縮強(qiáng)度的影響
    2.3 海冰彎曲強(qiáng)度研究
        2.3.1 海冰彎曲強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.2 應(yīng)變速率對海冰彎曲強(qiáng)度的影響
        2.3.3 鹵水體積對海冰彎曲強(qiáng)度的影響
    2.4 本章小結(jié)
3 寬體結(jié)構(gòu)整體冰載荷研究
    3.1 寬大結(jié)構(gòu)海冰破壞模式研究
        3.1.1 海冰破壞模式介紹
        3.1.2 寬大結(jié)構(gòu)海冰破壞模式
    3.2 冰載荷計(jì)算理論
        3.2.1 冰載荷研究準(zhǔn)則
        3.2.2 極值靜冰力公式
    3.3 基于離散元的海冰與寬大結(jié)構(gòu)相互作用研究
        3.3.1 離散單元法介紹
        3.3.2 寬體結(jié)構(gòu)海冰破壞模式數(shù)值驗(yàn)證
        3.3.3 寬體結(jié)構(gòu)冰載荷數(shù)值驗(yàn)證
    3.4 寬大結(jié)構(gòu)整體冰力分析
        3.4.1 冰速對整體冰力的影響
        3.4.2 冰厚對整體冰力的影響
        3.4.3 結(jié)構(gòu)寬度對整體冰力的影響
        3.4.4 冰厚和結(jié)構(gòu)寬度對整體冰力的綜合影響
    3.5 寬大結(jié)構(gòu)冰堆積現(xiàn)象分析
        3.5.1 海冰的堆積阻塞
        3.5.2 冰堆積現(xiàn)象的離散元分析
    3.6 本章小結(jié)
4 寬大結(jié)構(gòu)局部冰載荷研究
    4.1 冰與結(jié)構(gòu)相互作用的局部效應(yīng)
        4.1.1 海冰局部效應(yīng)介紹
        4.1.2 局部冰力計(jì)算公式
    4.2 基于離散元的局部冰載荷模擬
    4.3 寬大結(jié)構(gòu)局部冰力分析
        4.3.1 冰載荷局部分布特征
        4.3.2 局部冰力時(shí)域分布
        4.3.3 局部冰力與面積關(guān)系的研究
        4.3.4 局部冰力綜合分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]融冰期北極海冰單軸壓縮強(qiáng)度的試驗(yàn)研究[J]. 王慶凱,雷瑞波,李志軍.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(10)
[2]紅沿河核電站取水口海冰堆積特性的離散元分析[J]. 龍雪,季順迎,王躍方.  海洋工程. 2018(03)
[3]北極的戰(zhàn)略意義及油氣資源開發(fā)[J]. 王淑玲,姜重昕,金璽.  中國礦業(yè). 2018(01)
[4]《中國海冰條件及應(yīng)用》與ISO 19906冰荷載規(guī)定比較[J]. 屈衍,張大勇,許寧,資林欽.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(04)
[5]夏季南極固定冰單軸壓縮強(qiáng)度及試樣破碎規(guī)律研究[J]. 韓紅衛(wèi),雷瑞波,李丙瑞,程鵬,李志軍.  極地研究. 2016(04)
[6]鹵水體積和應(yīng)力速率影響下海冰強(qiáng)度的統(tǒng)一表征[J]. 王安良,許寧,畢祥軍,季順迎.  海洋學(xué)報(bào). 2016(09)
[7]渤海沿岸海冰單軸壓縮強(qiáng)度的基本特性分析[J]. 王安良,許寧,季順迎.  海洋工程. 2014(04)
[8]海冰與直立結(jié)構(gòu)相互作用的離散單元數(shù)值模擬[J]. 季順迎,狄少丞,李正,畢祥軍.  工程力學(xué). 2013(01)
[9]從北極國家的北極政策剖析北極科技發(fā)展趨勢[J]. 何劍鋒,張芳.  極地研究. 2012(04)
[10]海冰離散元模型的研究回顧及展望[J]. 季順迎,李春花,劉煜.  極地研究. 2012(04)

博士論文
[1]基于GPU并行算法的海洋平臺及船舶結(jié)構(gòu)冰荷載的離散元分析[D]. 狄少丞.大連理工大學(xué) 2015
[2]冰激窄體結(jié)構(gòu)振動的機(jī)理與理論模型研究[D]. 王譯鶴.大連理工大學(xué) 2014
[3]冰單軸壓縮強(qiáng)度與影響因素試驗(yàn)研究[D]. 張麗敏.大連理工大學(xué) 2012
[4]錐體海洋結(jié)構(gòu)的冰荷載研究[D]. 許寧.大連理工大學(xué) 2011
[5]基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的直立結(jié)構(gòu)擠壓冰荷載研究[D]. 郭峰瑋.大連理工大學(xué) 2010
[6]基于現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)的海洋結(jié)構(gòu)隨機(jī)冰荷載分析[D]. 屈衍.大連理工大學(xué) 2006

碩士論文
[1]冰與直立結(jié)構(gòu)擠壓破壞時(shí)的極值靜冰力[D]. 胡榮.大連理工大學(xué) 2006



本文編號：3480904