移动气垫荷载作用于浅水冰层上的聚能共振增幅效应和临界速度研究

基本信息
批准号:51479202
项目类别:面上项目
资助金额:82.00
负责人:张志宏
学科分类:
依托单位:中国人民解放军海军工程大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:胡明勇,刘巨斌,卢再华,王冲,顾建农,郑波,邓辉,李宇辰,鹿飞飞
关键词:
浅水临界速度共振冰层移动气垫荷载
结项摘要

To meet the needs of ice breaking to Yellow River and coastal waters, aiming at the technology of ice breaking by air cushion vehicle(ACV), the research focuses on the energy accumulating resonant amplification effects and the critical speeds when air cushion load moves on ice sheet floating on shallow water. At present, existing theoretical fomulas and calculation methods are difficult to deal with the response of ice sheet floating on shallow water subjected to the moving air cushion load under complex initial boundary value conditions. Considering the characteristics of the Yellow River and coastal waters, for the response of ice sheet floating on shallow water subjected to the moving air cushion load, the theoretical model, numerical calculation method and measurement system of model experiment will be established. By theoretical,numerical and experimental researches of the problem under complex initial boundary value conditions, the characteristics of flexural-gravity wave, energy propagation,energy accumulating resonant mechanism in ice-water system will be analyzed. The influences of water boundary (such as shallow water bank, non-uniform depth, bending river) and features of air cushion load (such as distribution form, starting position, movement way) to response of ice sheet, energy accumulating resonant effects and two cirtical speeds will be researched. The relationship between operation parameters of air cushion load and large deformation of ice sheet floating on shallow water will be discussed. The key technique of energy accumulating resonant and amplifing effects will be independently developed, which provides the theoretical basis and technical support to explore a reliable, safe, environmental protected, efficient and active defensive way of ice-breaking by ACV.

以黄河和近海水域破冰需求为牵引,以气垫船破冰技术为研究背景,开展移动气垫荷载作用于浅水冰层上的聚能共振增幅效应和临界速度研究。目前,现有理论和方法还难于处理复杂初边值条件下气垫荷载激励浅水冰层的响应问题。本研究针对黄河及近海水域特点,建立移动气垫荷载激励浅水冰层响应的理论模型、数值计算方法和模型实验测量系统。通过对复杂初边值条件下移动气垫荷载激励浅水冰层响应的系统研究,揭示冰层- - 水层中弯曲- - 重力波的波动特性、能量传播特征以及聚能共振形成机理,研究水域边界(如岸壁、非均匀水底、弯曲河道)和气垫荷载特性(如分布形态、启动位置、运动形式)等因素对浅水冰层变形响应、聚能共振效应、双临界速度特征值的影响,探讨气垫荷载运行参数与浅水冰层大幅变形之间的关系,自主掌握移动气垫荷载激励浅水冰层响应的聚能共振增幅关键技术,为探索可靠、安全、环保、高效的主动防御式气垫船破冰减灾方法提供理论基础和技术支撑。

项目摘要

以黄河和近海水域破冰减灾防灾迫切需求为牵引,开展了移动载荷激励浮冰层的聚能共振效应和临界速度研究。建立了移动载荷激励冰层位移响应的理论模型,获得了简单边界条件下匀速、变速移动载荷激励冰层位移响应的解析解。提出了移动载荷激励纯冰、碎冰、纯水及其任意组合问题位移响应的统一数学模型,建立了边界元与有限差分相耦合的数值计算方法。基于有限元方法,对复杂边界条件下移动载荷激励冰层响应问题进行了数值模拟。通过移动载荷激励仿冰材料变形的系列实验,总结得到了薄膜的位移响应和临界速度变化规律。拓展研究了脉冲点源、三角载荷激励冰层位移响应的理论求解方法,以及限制水域船舶兴波和压力变化的计算方法。综合理论分析、数值计算和模型实验研究结果,分析了气垫速度、分布形态、冰层参数、河道截面、水深变化、岸壁形状等因素对移动载荷激励冰层位移响应和破冰效果的影响,揭示了复杂边界条件下移动载荷激励冰层大幅变形响应的临界速度、能量传播特征和聚能共振效应机理,获得了移动气垫载荷激励冰层大幅变形的变化规律和关键技术。这些研究成果为发展安全高效的气垫船破冰方法提供了理论基础。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

新型树启发式搜索算法的机器人路径规划

新型树启发式搜索算法的机器人路径规划

DOI:10.3778/j.issn.1002-8331.1903-0411
发表时间:2020
2

相关系数SVD增强随机共振的单向阀故障诊断

相关系数SVD增强随机共振的单向阀故障诊断

DOI:
发表时间:2018
3

考虑台风时空演变的配电网移动储能优化配置与运行策略

考虑台风时空演变的配电网移动储能优化配置与运行策略

DOI:10.7500/aeps20210702006
发表时间:2022
4

静电纳米浅拱的动力学行为

静电纳米浅拱的动力学行为

DOI:10.11784/tdxbz202006063
发表时间:2021
5

1979—2016年夏季西南涡活动及其与降水的关系

1979—2016年夏季西南涡活动及其与降水的关系

DOI:
发表时间:2018

张志宏的其他基金

批准号:61402389
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21577097
批准年份:2015
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
批准号:31872072
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:30671432
批准年份:2006
资助金额:27.00
项目类别:面上项目
批准号:30871689
批准年份:2008
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:31372037
批准年份:2013
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
批准号:30271296
批准年份:2002
资助金额:19.00
项目类别:面上项目
批准号:31171927
批准年份:2011
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:31672113
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:30200187
批准年份:2002
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30700116
批准年份:2007
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21777114
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

分布式天线移动通信系统的能效技术研究

批准号:61601300
批准年份:2016
负责人:何春龙
学科分类:F0105
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

桥梁移动荷载的动态识别

批准号:50378009
批准年份:2003
负责人:余岭
学科分类:E0804
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
3

面向能效的无人机群移动中继服务系统分层优化研究

批准号:61801218
批准年份:2018
负责人:戚楠
学科分类:F0103
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
4

半无限延展弹性冰层限制的冰区航道内船舶与水波共振机理研究

批准号:51709131
批准年份:2017
负责人:李志富
学科分类:E1101
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目