船冰相互作用研究方法综述

摘要

船舶在冰区航行以及海洋结构物在冰区的运营中,结构物与海冰的相互作用是一个关键问题.由于海冰的材料特性复杂,目前对于相关问题的了解有限,开发有效的本构模型以及对数值方法应用的改进是船冰作用研究的关键.文章对近年来船冰作用问题的研究方法进行了总结.船冰作用的主要研究方法包括试验法、有限元法、离散元法和概率法.通过试验能够获得最直接的数据,同时也是建立海冰本构模型的基础,但试验成本高昂;有限元法理论基础扎实,商业软件较多,方便实现,但在模拟冰的脆性破碎和碎冰大尺度移动方面能力有限;离散元法能够更好地模拟冰的破碎与离散的特点,但目前该方法的开发应用不够完善;由于冰的某些特性如内部缺陷大小和方向具有随机性,因此概率法也被认为适于研究冰的部分问题.