破冰船首部参数对碎冰阻力影响的数值研究

摘要

本文基于Voronoi原理对不规则几何形状和随机厚度的三维碎冰进行参数化设计,并且采用Lsdyna流固耦合方法对船体的首柱倾角、外倾角和水线进角这3个参数进行改变,数值仿真并分析船舶所受的碎冰阻力。发现较小的首柱倾角使海冰下压的能力增强,冰层较容易发生弯曲破坏,有利于增强极地破冰船的破冰性能。较大的水线进角增强了船首排开碎冰的能力,有利于增强极地破冰船的破冰能力。破冰船首所受碎冰阻力并非单纯地随着外倾角的增减而呈现出单调变化,而是一种波动性变化规律。