正倒锥海洋平台结构参数对冰载荷影响的离散元分析

摘要

海冰与锥体海洋结构相互作用过程中,冰载荷和破坏模式是影响结构设计的重要因素.根据冰的破碎特性,采用具有粘接破碎功能的颗粒构成海冰的离散元模型,用于海冰在锥体结构前弯曲破坏模式和随机冰力的数值模拟,以及锥体结构参数对冰载荷影响的研究.本文通过分析海冰分别作用于上锥结构和下锥结构过程中的破碎和清除过程,说明上锥的冰力明显大于下锥冰力的原因.同时研究了水线处锥径对上下锥冰力的影响,锥体结构水线处直径越大,在上下锥产生的冰载荷也随之增大.最后将数值模拟结果与渤海实测结果进行对比,验证了离散元模型的准确性.计算结果表明,离散元模型对锥体结构参数的研究将为冰区海洋平台的结构设计提供有力的依据.