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论文类型：会议论文

发表时间：2014-08-16

页面范围：52-52

关键字：环境力学;海冰;海洋平台;船舶结构;离散元

摘要：在寒区海洋环境条件下,海冰对海洋油气平台、船舶结构会产生强烈的冲击作用,并会导致海洋结构的持续振动和疲劳破坏。对不同类型海洋结构冰荷载的合理确定有助于其抗冰性能的设计和作业运行的安全评估。针对海冰在自然条件下的离散分布特性及其与海洋结构相互作用中的破坏现象,可采用离散元方法对冰荷载及海洋结构振动进行数值分析。自然条件下的海冰分布特性具有很大的差异,并可表现为平整冰、碎冰、冰脊等。针对不同冰类型的结构特点,可采用扩展多面体单元、扩展圆盘单元或冻结球体单元进行海冰材料的构造,并在此基础上进行海冰与海洋结构相互作用的离散元分析。为分析海冰与自式升海洋平台结构的相互作用,采用具有粘接-破碎效应的离散元模型构造平整冰,采用圆柱形桁架结构构造平台结构桩腿。针对工程尺度下离散元分析的大规模计算需求,发展了基于GPU的并行算法。采用该离散元模型首先对渤海直立和锥体结构的冰荷载进行了计算,并与现场实测冰力数据进行了对比验证。在此基础上计算了三桩腿自升式平台结构的冰荷载,确定了海冰的破坏特性,计算结果如图1(a)所示。该离散元模型可进一步应用于不同类型海洋油气平台结构的冰荷载分析。为分析船舶在碎冰区航行中的冰荷载特性,采用扩展