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| 1 | 基于多介质、多尺度离散元方法的冰载荷数值冰水池显示文摘极地船舶与海洋工程结构冰载荷的确定是其结构抗冰设计、冰区安全运行和结构完整性管理的重要研究内容.当前快速发展的高性能计算技术和多介质、多尺度数值方法为准确、高效地计算结构冰载荷提供了有效的途径,其中以离散元方法为代表的数值方法取得了出色的研究成果.为此,本文针对目前极地船舶与海洋工程结构对冰载荷及力学响应的工程需求,同时考虑国内外对海冰、工程结构与流体相互耦合的多介质、多尺度数值方法研究现状,对极地船舶与海洋工程数值冰水池的概念、框架、开发技术以及基于离散元方法的软件实现与工程应用进行了论述.数值冰水池在船舶与海洋工程结构冰载荷确定方面具有可靠性、经济性、快速性、扩展性和情景化等显著优势.本文工作借鉴数值水池的研究思路,以典型船舶和海洋平台结构冰载荷及结构力学响应的离散元计算为例,探讨了数值冰水池研究的可行性和工程应用前景,阐述其与理论分析、现场测量和模型试验研究相结合的必要性.以上研究有益于中国在极地船舶与海洋工程领域形成具有独立知识产权的数值计算分析平台,对中国极地海洋强国的战略实施具有很好的启发和指导意义. | 季顺迎 田于逵 | 2021 | 力学学报2021，53，9： | 7 |
| 2 | Peridynamic modeling and simulation of thermo-mechanical de-icing process with modified ice failure criterion显示文摘De-icing technology has become an increasingly important subject in numerous applications in recent years.However,the direct numerical modeling and simulation the physical process of thermomechanical deicing is limited.This work is focusing on developing a numerical model and tool to direct simulate the de-icing process in the framework of the coupled thermo-mechanical peridynamics theory.Here,we adopted the fully coupled thermo-mechanical bond-based peridynamics(TM-BB-PD)method for modeling and simulation of de-icing.Within the framework of TM-BB-PD,the ice constitutive model is established by considering the influence of the temperature difference between two material points,and a modified failure criteria is proposed,which takes into account temperature effect to predict the damage of quasi-brittle ice material.Moreover,thermal boundary condition is used to simulate the thermal load in the de-icing process.By comparing with the experimental results and the previous reported finite element modeling,our numerical model shows good agreement with the previous predictions.Based on the numerical results,we find that the developed method can not only predict crack initiation and propagation in the ice,but also predict the temperature distribution and heat conduction during the de-icing process.Furthermore,the influence of the temperature for the ice crack growth pattern is discussed accordingly.In conclusion,the coupled thermal-mechanical peridynamics formulation with modified failure criterion is capable of providing a modeling tool for engineering applications of de-icing technology. | Ying Song Shaofan Li Shuai Zhang | 2021 | Defence Technology(防务技术)2021，17，1： | 3 |
| 3 | 近场动力学在冰区船舶与海洋结构物中的应用进展与展望显示文摘近场动力学作为一种非局部理论,能够通过键的失效来自发模拟材料的失效、破坏,其在海洋工程领域已取得初步的研究成果,尤其是在冰区船舶与海洋工程领域,更显出了该方法的优越性。为了更好地了解近场动力学在冰区船舶和海洋工程中的应用,对近场动力学在冰区船舶与海洋工程应用中的问题进行梳理,主要包括冰材料本构模型、冰−结构作用模型、冰−水耦合方法、结构物力学模型、水下爆炸破冰应用及结构表面覆冰除冰的应用等。同时,在全面回顾已有研究成果的基础上,分析其特点和面临的挑战,探讨相应的解决思路和未来的研究方向。 | 薛彦卓 刘仁伟 王庆 倪宝玉 | 2021 | 中国舰船研究2021，16，5： | 1 |
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