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摘要
冰脊对极地船舶及海洋工程结构的冰载荷设计及冰区安全运行具有重要的影响，其几何形态是重要的考虑因素。为研究冰脊的几何形态，本文基于Voronoi切割算法构造扩展多面体海冰单元，并使其相互冻结形成平整冰；采用离散单元法模拟海冰在相向运动时挤压形成冰脊的动力过程，统计分析脊帆高度、龙骨宽度、龙骨深度、龙骨水平倾角等主要几何参数，并确定这些几何参数间的对应关系。将离散元模拟结果同冰脊现场观测资料对比分析以验证扩展多面体离散元方法模拟冰脊形成过程的可行性。在此基础上讨论冰厚、冰速、海冰强度等因素对冰脊形态的影响。本文采用离散元方法对冰脊形成过程及几何特性的数值分析可为深入开展冰脊的形成机理及其对船舶、海洋工程结构物的冰载荷分析提供参考依据。
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单位工业装备结构分析国家重点实验室; 大连理工大学
