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188宝金博页面版: 海冰与浪流风等载荷相互作用研究进展

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内容提示: 第9卷 第8期 Vol.9 No.8 2016 年 4 月 April 2016 海冰与浪流风等载荷相互作用研究进展 倪宝玉,薛彦卓,孙士丽 * (哈尔滨工程大学船舶工程学院,哈尔滨 150001) 摘要 : 随着北极航道开发和极地资源勘采的可能性日益增强,人们对于极地环境中各种环境载荷,尤其是极地特殊的环境载荷之一—— 海冰的关注日益增强。海冰在浪、流、风等其他环境载荷下会发生漂移、碰撞、破碎和堆积等运动和动力学行为,反之,在海冰的影响下,浪、流、风等其他环境载荷的传播和演化等力学行为也会发生改变。为此,这里分别从海冰角度和浪、流、风等其他载荷角度两方面入手,回顾和讨论...

文档格式:PDF | 页数:6 | 浏览次数:24 | 上传日期:2017-03-21 02:14:03 | 文档星级:
第9卷 第8期 Vol.9 No.8 2016 年 4 月 April 2016 海冰与浪流风等载荷相互作用研究进展 倪宝玉,薛彦卓,孙士丽 * (哈尔滨工程大学船舶工程学院,哈尔滨 150001) 摘要 : 随着北极航道开发和极地资源勘采的可能性日益增强,人们对于极地环境中各种环境载荷,尤其是极地特殊的环境载荷之一—— 海冰的关注日益增强。海冰在浪、流、风等其他环境载荷下会发生漂移、碰撞、破碎和堆积等运动和动力学行为,反之,在海冰的影响下,浪、流、风等其他环境载荷的传播和演化等力学行为也会发生改变。为此,这里分别从海冰角度和浪、流、风等其他载荷角度两方面入手,回顾和讨论国内外在海冰与浪、流、风等载荷相互作用方面的研究进展和技术难点,并总结为解决这些难题而发展得到的理论模型、数值方法和实验技术等手段,旨在为极地航运和资源作业设备的研发提供一定参考。 关键词:船舶、舰船工程;海冰;综述;波浪;洋流;风 中图分类号:U661.1 文献标识码:A 文章编号:1674-2850(2016)08-0759-06 Review on interaction between sea ice and wave/current/wind NI Baoyu, XUE Yanzhuo, SUN Shili (College of Shipbuilding Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China) Abstract: With the increasing possibility for arctic shipping and polar resources exploration, more attentions are being paid to polar environmental loads, especially for the ice loads. Under the forces of wave, current and wind, the ice motion including drifting, rafting, collision and fracture will happen. On the other hand, the propagations and evolutions of wave, current and wind will be changed with the effects of sea ice. From the two views of sea ice and wave/current/wind, the research progress and technical challenges of the interaction between sea ice and wave/current/wind have been reviewed and discussed, as well as the corresponding theoretical models, numerical methods and experimental techniques. This paper aims at providing some references for naval architecture of polar shipping and resources. Key words: ship engineering; sea ice; review; wave; current; wind 0 引言 随着全球变暖和科技发展,北极航道开发和极地资源勘采的可能性日益增强。为此,人们对于极地环境中各种环境载荷的关注日益增强,尤其是海冰与浪、流、风等其他载荷的耦合作用,一直是业界关注的重点和难点。海冰在风、流、浪等动力作用下,不断发生生消、断裂、重叠和堆积等动力学行为,如图 1 所示 [1] 。其中,风和流在海冰的各个区域(冰缘区、过渡区和内陆区)均起到重要作用,是海冰漂移、堆积的主要因素;对于波浪,主要在极区的冰缘区和副极区的冰水交界处起到主要作用,是海冰发生断裂、破碎的主要因素。与此同时,海冰的存在将改变风、浪、流的传播特性,例如改变风、流的传播速度和路径,直接影响风、流的拖曳系数等动力因素;改变波浪传播的弥散关系,导致波幅和能量的逐渐衰减等,如图 2 所示 [2] 。作为极区装备遭遇的主要环境载荷,海冰与浪、流、风的耦合动力关系会对极区装备的施工、运输和生产作业带来很大的影响 [3] 。因此,研究海冰与风、浪、流的相互作用是 基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金(20132304120027,20132304120028) 作者简介:倪宝玉(1986—),男,讲师,主要研究方向:气泡/空泡动力学、极地与海冰动力学. E-mail: nibaoyu@hrbeu.edu.cn

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