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1绪论
1.1海冰研究的工程背景
1.1.1海冰对气候的影响
1.1.2海冰对人类经济活动的影响
1.2海冰动力学及其运动平衡方程
1.3海冰动力学本构模型研究进展
1.3.1粘性海冰动力学本构模型
1.3.2弹塑性海冰动力学本构模型
1.3.3粘塑性及其改进的海冰动力学本构模型
1.3.4海冰动力学各向异性本构模型
1.3.5海冰颗粒流体动力学中的粘弹塑性碰撞接触模型
1.3.6渤海海冰动力学本构模型研究所面临的问题
1.4海冰的物理力学性质
1.4.1海冰的物理性质
1.4.2海冰的力学性质
1.5渤海海冰特点及海冰灾害
1.6本文主要工作
1.6.1海冰动力学数值模拟的光滑质点流体动力学方法
1.6.2粘弹-塑性海冰动力学本构模型的建立
1.6.3基于SPH的海冰热力-动力数值模式研究
1.6.4考虑粘结力影响的海冰动力学本构模型研究
参考文献
2海冰动力学数值模拟的光滑质点流体动力学方法
2.1前言
2.2海冰动力学数值方法概述
2.2.1欧拉有限差分法
2.2.2质点网格法
2.2.3光滑质点流体动力学方法
2.2.4最新海冰数值方法
2.3 SPH基本原理
2.4海冰动力学方程的SPH形式
2.4.1海冰动力方程
2.4.2本构模型
2.4.3人为粘度
2.4.4插值核函数
2.4.5光滑长度
2.4.6质点搜索
2.4.7虚质点设置
2.4.8时间积分
2.5小结
参考文献
3粘弹-塑性海冰动力学本构模型的建立
3.1前言
3.2基于Drucker-Prager屈服准则的粘弹-塑性海冰动力学本构模型
3.2.1海冰屈服前的粘弹性力学模型
3.2.2 Drucker-Prager屈服准则
3.2.3相关联的正则流动法则及海冰塑性应变计算
3.2.4冰厚影响下的静水压力
3.3广义双剪应力屈服准则在粘弹-塑性本构模型中的应用
3.3.1广义双剪应力屈服准则
3.3.2塑性应变计算
3.4小结
参考文献
4粘弹-塑性海冰动力学本构模型的数值试验与应用
4.1前言
4.2规则区域内海冰堆积厚度的解析解
4.2.1不考虑边界摩擦力时的海冰堆积高度解析解
4.2.2考虑边界摩擦时的海冰堆积高度解析解
4.3海冰堆积数值试验
4.4渤海海冰动力学数值模拟初始条件确定
4.4.1初始冰场
4.4.2气象条件
4.4.3潮流潮汐数值计算
4.5渤海海冰动力过程数值模拟
4.5.1基于Drucker-Prager屈服准则的模拟结果
4.5.2基于广义双剪应力屈服准则的模拟结果
4.6小结
参考文献
5基于SPH方法的海冰热力-动力耦合数值模式
5.1前言
5.2海冰热力因素分析
5.2.1太阳辐射
5.2.2长波辐射
5.2.3冰面感热和潜热
5.2.4冰内热传导
5.2.5海洋热通量
5.3表面冰温和冰盖内温度场的计算
5.3.1表面冰温的确定
5.3.2冰内温度场的计算
5.4海冰热力-动力模式的控制方程
5.4.1动力作用下的冰厚与密集度计算
5.4.2热力作用下的冰厚与密集度计算
5.5渤海海冰的数值试验验证
5.5.1初始条件
5.5.2辽东湾全场海冰分析
5.5.3 JZ20-2油气开发区海冰热力因素分析
5.6 小结
参考文献
6考虑粘结力影响的海冰动力学本构模型
6.1前言
6.2海冰粘结力的产生机理与影响因素分析
6.2.1粘结力产生机理
6.2.2影响因素分析
6.3基于Mohr-Coulomb屈服准则的海冰粘结力
6.3.1 Mohr-Coulomb屈服准则
6.3.2海冰堆积过程中粘结力的确定
6.3.3海冰稳态堆积冰厚分布的解析解
6.4数值试验
6.4.1海冰堆积数值试验
6.4.2渤海海冰数值模拟
6.5小结
参考文献
7总结与展望
7.1本文工作总结
7.2海冰动力学本构模型研究展望
攻读博士学位期间发表学术论文情况
攻读博士学位期间参加的科研项目
创新点摘要
致谢
