目錄前言第1章 緒論 1 1.1 船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)冰載荷研究的工程需求 2 1.1.1 極地航行運(yùn)輸及科學(xué)考察中的冰載荷問(wèn)題 2 1.1.2 渤海冰區(qū)及極地油氣開(kāi)發(fā)中的冰載荷問(wèn)題 6 1.1.3 其他寒區(qū)資源開(kāi)發(fā)中的冰載荷問(wèn)題 12 1.1.4 極地軍事戰(zhàn)略中的冰載荷問(wèn)題 15 1.2 極地海冰分布特性及物理力學(xué)性質(zhì)研究 18 1.2.1 海冰分布特性觀測(cè) 19 1.2.2 海冰物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn) 21 1.3 船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)冰載荷的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量及模型試驗(yàn)研究 25 1.3.1 船舶結(jié)構(gòu)冰載荷的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量 25 1.3.2 海洋工程結(jié)構(gòu)冰載荷的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量 31 1.3.3 船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)冰載荷的模型試驗(yàn) 38 1.4 人工智能在極地海洋工程中的應(yīng)用 42 1.4.1 人工智能技術(shù) 42 1.4.2 海冰分類(lèi)及參數(shù)識(shí)別 43 1.4.3 海冰強(qiáng)度預(yù)測(cè)及冰載荷識(shí)別 46 1.4.4 冰區(qū)航行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及航線(xiàn)規(guī)劃 47 1.5 小結(jié) 48 參考文獻(xiàn) 49 第2章 海冰分布類(lèi)型及物理力學(xué)性質(zhì) 59 2.1 海冰的主要類(lèi)型 59 2.1.1 平整冰 59 2.1.2 碎冰 64 2.1.3 重疊冰 66 2.1.4 冰脊 68 2.1.5 多年冰 71 2.1.6 冰山 722.2 海冰的物理性質(zhì) 74 2.2.1 海冰的晶體結(jié)構(gòu) 74 2.2.2 海冰物理性質(zhì)的時(shí)空分布特性 81 2.3 海冰的力學(xué)性質(zhì) 89 2.3.1 海冰的強(qiáng)度 89 2.3.2 海冰的摩擦系數(shù) 103 2.3.3 海冰的彈性模量與泊松比 106 2.4 海冰的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)過(guò)程 108 2.4.1 海冰的熱力學(xué)過(guò)程 109 2.4.2 海冰的動(dòng)力學(xué)過(guò)程 114 2.4.3 海冰熱力–動(dòng)力學(xué)過(guò)程的數(shù)值方法 122 2.5 小結(jié).129 參考文獻(xiàn) 130 第3章 船舶結(jié)構(gòu)冰載荷的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量 138 3.1 船舶結(jié)構(gòu)冰載荷的監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 138 3.1.1 基于“雪龍”號(hào)科學(xué)考察船的船舶結(jié)構(gòu)冰載荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 138 3.1.2 航線(xiàn)內(nèi)冰情監(jiān)測(cè) 140 3.1.3 船舶結(jié)構(gòu)冰激響應(yīng)監(jiān)測(cè) 142 3.2 船舶結(jié)構(gòu)冰載荷的識(shí)別方法 146 3.2.1 基于影響系數(shù)矩陣的船舶結(jié)構(gòu)冰載荷識(shí)別 146 3.2.2 基于格林核函數(shù)與正則化算法的船舶結(jié)構(gòu)動(dòng)載荷識(shí)別 150 3.2.3 基于支持向量機(jī)的船舶結(jié)構(gòu)冰載荷遠(yuǎn)場(chǎng)識(shí)別 159 3.2.4 失效測(cè)點(diǎn)影響下船舶結(jié)構(gòu)冰載荷的有效識(shí)別方法 168 3.3 船舶結(jié)構(gòu)冰載荷的測(cè)量分析 173 3.3.1 典型極地船舶的冰載荷測(cè)量分析 173 3.3.2 我國(guó)極地科學(xué)考察中的冰載荷測(cè)量分析 185 3.3.3 我國(guó)北極貨運(yùn)航行中的冰載荷測(cè)量分析 190 3.4 小結(jié) 193 參考文獻(xiàn) 194 第4章 海洋工程結(jié)構(gòu)冰載荷的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量 201 4.1 基于渤海油氣平臺(tái)的海洋工程結(jié)構(gòu)冰載荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 201 4.1.1 海冰參數(shù)觀測(cè) 203 4.1.2 冰載荷現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量 209 4.2 直立海洋工程結(jié)構(gòu)冰載荷的測(cè)量分析 212 4.2.1 直立結(jié)構(gòu)靜冰載荷分析2134.2.2 直立結(jié)構(gòu)動(dòng)冰載荷分析 214 4.3 錐體海洋工程結(jié)構(gòu)冰載荷的測(cè)量分析 222 4.3.1 錐體結(jié)構(gòu)靜冰載荷分析 223 4.3.2 海冰與錐體結(jié)構(gòu)的相互作用機(jī)理 226 4.3.3 錐體結(jié)構(gòu)動(dòng)冰載荷分析 231 4.4 小結(jié) 235 參考文獻(xiàn) 235 第5章 船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)的冰激疲勞分析 238 5.1 船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)冰激疲勞的分析方法 238 5.1.1 冰激疲勞環(huán)境模型 238 5.1.2 S-N曲線(xiàn)和累積損傷模型 240 5.1.3 熱點(diǎn)應(yīng)力幅值的分析方法 243 5.1.4 冰激疲勞的評(píng)估流程 249 5.2 船舶結(jié)構(gòu)的冰激疲勞分析 250 5.2.1 冰激疲勞環(huán)境參數(shù)與疲勞工況 251 5.2.2 實(shí)測(cè)冰載荷作用下的船舶結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析 253 5.2.3 船舶結(jié)構(gòu)冰激疲勞損傷評(píng)估 257 5.3 海洋工程結(jié)構(gòu)的冰激疲勞分析 260 5.3.1 冰激疲勞環(huán)境參數(shù)與疲勞工況 260 5.3.2 海洋工程結(jié)構(gòu)的時(shí)域冰激疲勞分析 263 5.3.3 海洋工程結(jié)構(gòu)的頻域冰激疲勞分析 267 5.4 小結(jié).271 參考文獻(xiàn) 271 第6章 船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)的冰載荷設(shè)計(jì)和抗冰性能.274 6.1 船舶結(jié)構(gòu)冰載荷 274 6.1.1 基于冰級(jí)規(guī)范的船舶冰載荷 275 6.1.2 船舶冰阻力經(jīng)驗(yàn)公式 280 6.1.3 船舶冰載荷時(shí)空分布特性 285 6.2 海洋工程結(jié)構(gòu)冰載荷 290 6.2.1 直立海洋工程結(jié)構(gòu)冰載荷 290 6.2.2 錐體海洋工程結(jié)構(gòu)冰載荷 296 6.2.3 非規(guī)則結(jié)構(gòu)的冰載荷 305 6.3 船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)的抗冰性能 309 6.3.1 船舶結(jié)構(gòu)的抗冰性能 309 6.3.2 海洋工程結(jié)構(gòu)的抗冰性能 3126.4 小結(jié) 323 參考文獻(xiàn) 324