极地破冰船操纵设计需求分析及研究方法综述

doi:10.19423/j.cnki.31-1561/u.2023.03.123

船舶 ›› 2023, Vol. 34 ›› Issue (03): 123-134.DOI: 10.19423/j.cnki.31-1561/u.2023.03.123

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极地破冰船操纵设计需求分析及研究方法综述

刘小健^1,3, 刘义^2,3, 魏跃峰^1,3

1.喷水推进技术重点实验室上海 200011;
2.上海市船舶工程重点实验室上海 200011;
3.中国船舶及海洋工程设计研究院上海 200011

收稿日期:2022-09-24 修回日期:2022-10-21 出版日期:2023-06-25 发布日期:2023-07-06
作者简介:刘小健（1979-）,男,博士,研究员。研究方向：船舶操纵性。刘义（1988-）,女,博士,高级工程师。研究方向：船舶操纵水动力与控制。魏跃峰（1981-）,男,博士,研究员。研究方向：船舶与海洋平台水动力性能。

Requirement Analysis and Research Methods of Maneuverability Design for Icebreaker

LIU Xiaojian^1,3, LIU Yi^2,3, WEI Yuefeng^1,3

1. Science and Technology on Water Jet Propulsion Laboratory, Shanghai 200011, China;
2. Shanghai Key Laboratory on Ship Engineering, Shanghai 200011, China;
3. Marine Design & Research Institute of China, Shanghai 200011, China

Received:2022-09-24 Revised:2022-10-21 Online:2023-06-25 Published:2023-07-06

摘要/Abstract

摘要： 船舶在极地地区航行时的操纵问题远比常规水域复杂,使得船舶在极地的航行十分危险,而目前关于极地破冰船特点及操纵性设计需求等方面的分析研究较少。该文介绍了与破冰船操纵性相关的风、浪、流、浅水、狭窄水道、低温和能见度等极地环境条件,分析了俄罗斯等国破冰船的分类及特征,总结了吊舱、多桨多舵破冰船操纵装置操纵性标准相关需求。为满足操纵设计的需要,介绍了破冰船操纵性模型试验、实船试验和数值模拟等操纵性研究方法,提出船-冰相互作用力的计算方法,如经验公式法、有限元法和离散元法等。通过以上分析与总结,为极地破冰船的操纵性设计提供了思路和参考。

关键词: 极地, 破冰船, 操纵性, 研究设计, 数值模拟法, 试验研究法

Abstract: The maneuvering of ships sailing in Polar Regions is much more complex than those in conventional waters, imposing hazards on ships sailing in Polar Regions. However, there are currently few analysis and research on the characteristics and maneuverability design requirements of polar icebreakers. This study introduces the polar environment related to the maneuverability of icebreakers, such as the wind, wave and current, shallow water, narrow waterway, low temperature and low visibility. It also analyzes the classification and ship characteristics of the icebreakers in Russia and other countries, and summarizes the relevant requirements of maneuverability standards for maneuvering devices on ice breakers with pod, multi-propeller and multi-rudder. In order to meet the requirement of maneuverability design, it introduces the maneuverability research methods such as the model test, full-scale test and numerical simulation of ice breakers, and the calculation methods for the ship-ice interaction forces such as the empirical formula method, finite element method and discrete element method. The above analysis and summary can provide references for the maneuverability design of icebreakers.

Key words: polar region, icebreaker, maneuverability, design and research, numerical simulation, experimental research

中图分类号:

U661.3

刘小健, 刘义, 魏跃峰. 极地破冰船操纵设计需求分析及研究方法综述[J]. 船舶, 2023, 34(03): 123-134.

LIU Xiaojian, LIU Yi, WEI Yuefeng. Requirement Analysis and Research Methods of Maneuverability Design for Icebreaker[J]. Ship & Boat, 2023, 34(03): 123-134.

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Requirement Analysis and Research Methods of Maneuverability Design for Icebreaker

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