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摘要
主要符号表
1 绪论
1．1 课题研究的背景与意义
1．2 海洋结构冰荷载研究的方法
1．2．1 基于测量方法的冰载荷获取方法
1．2．2 基于理论分析的冰荷载获取方法
1．3 基于GPU的离散元高性能计算
1．4 本文研究内容及结构
2 具有粘结效应的离散单元法基本理论
2．1 单元间的接触模型
2．2 单元的运动方程
2．3 单元间的阻尼作用
2．4 时间步长
2．5 单元间的平行粘结模型
2．6 球形颗粒与三角形边界单元的接触模型
2．6．1 三角形边界单元
2．6．2 接触判断
2．6．3 接触力计算
2．7 球形颗粒与圆锥形边界的接触模型
2．7．1 锥形边界单元
2．7．2 接触判断
2．8 小结
3 基于CUDA-GPU架构的离散元并行算法
3．1 并行计算技术
3．1．1 并行计算的基本体系结构
3．1．2 并行编程语言和模型
3．2 GPU硬件架构
3．2．1 GPU计算的发展历程
3．2．2 GPU与CPU硬件比较
3．2．3 用于高性能计算的Kepler架构
3．3 CUDA的编程和执行模型
3．3．1 CUDA编程方法
3．3．2 CUDA线程结构
3．3．3 CUDA存储器模型
3．4 离散元并行算法在单GPU上的实现
3．4．1 离散元并行算法介绍
3．4．2 离散元关键算法的CUDA实现
3．5 GPU并行算法的验证
3．6 GPU计算性能的测试
3．6．1 测试平台与测试算例
3．6．2 测试结果分析
3．7 小结
4 离散元方法在海冰力学性质模拟中计算参数的验证
4．1 模型参数校准方法
4．2 海冰力学性质的离散元模拟
4．2．1 海冰单轴压缩和三点弯曲试验
4．2．2 海冰单轴压缩和三点弯曲试验的离散元模拟
4．3 关键细观力学参数的选取分析
4．3．1 颗粒排列方式对宏观力学特性的影响
4．3．2 加载速率对宏观力学特性的影响
4．3．3 接触弹性模量对宏观力学特性的影响
4．3．4 海冰破坏强度准则
4．3．5 颗粒粒径对力学特性的影响
4．3．6 最大粘结强度对压缩强度与弯曲强度的影响
4．3．7 卤水体积对压缩强度与弯曲强度的影响
4．4 海冰与斜面结构相互作用的DEM模拟
4．4．1 冰与斜面结构相互作用的二维理论模型
4．4．2 冰与斜面结构相互作用的DEM模拟
4．5 小结
5 固定式海洋平台结构冰荷载的离散元分析
5．1 锥体平台结构冰荷载的离散元分析
5．1．1 JZ20-2-MUQ平台现场测量结果
5．1．2 单个锥体结构冰荷载的DEM模拟
5．1．3 与ISO标准对比
5．1．4 不同倾角锥体结构冰荷载的DEM模拟
5．1．5 多桩腿锥体导管架平台结构的冰荷载遮蔽效应
5．2 直立腿结构冰荷载的离散元分析
5．2．1 JZ9-3 MDP-1现场测量结果
5．2．2 冰与直立结构相互作用的DEM模拟
5．3 多桩腿自升式海洋平台结构冰荷载的离散元分析
5．4 小结
6 海冰与浮式平台和船体结构相互作用的离散元分析
6．1 浮式海洋结构
6．1．1 浮力及拖曳力计算
6．1．2 浮式结构的运动求解
6．2 浮式海洋平台的冰荷载分析
6．3 船舶在冰区航行过程的DEM模拟
6．3．1 “雪龙”破冰船DEM模型
6．3．2 DEM模拟过程及结果
6．3．3 船首线性荷载
6．4 小结
7 结论与展望
7．1 结论
7．2 创新点摘要
7．3 研究展望
参考文献
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介
