基于粘聚单元模型的平整冰-竖直圆柱体碰撞数值模拟

基于非线性有限元数值方法,引入粘聚单元模型并结合线性软化弹塑性本构模型,对平整冰与竖直固定圆柱体碰撞进行了数值模拟,研究了碰撞过程中平整冰的破坏模式和柱体所受冰载荷。数值模拟结果与实际观测到的冰层撞击灯塔时的破坏模式进行了比较,两者吻合良好;随后分别分析了粘聚单元破坏准则和碰撞速度对圆柱体所受水平冰载荷的影响。结果表明:柱体所受水平冰载荷受粘聚单元破坏准则影响有限,与碰撞速度呈正相关且平均冰载荷的增长速度稍高于线性增长。

基于黏聚单元法的冰-柱碰撞流固耦合计算方法研究

在采用黏聚单元法模拟海洋结构物与海冰的相互作用过程中,大多未考虑水的作用,与实际应用场景不符。基于LS-DYNA有限元软件,构建两种不同厚度的黏聚单元冰模型,采用S-ALE流固耦合方法,对圆柱体直立结构与层冰碰撞进行了数值模拟,研究了碰撞过程中层冰的破坏模式及柱体所受冰载荷,数值模拟结果与实际观测现象相吻合。随后分析了流场网格大小对耦合效果及冰载荷的影响。结果表明:柱体所受冰载荷与流场网格呈正相关,当流场网格为冰体单元的2倍时,计算时间及耦合效果最佳。

基于Event的侧向碰撞风险改进模型

Event模型是一种基于长方体碰撞模板的碰撞风险评估模型,用该模型评估所得的碰撞风险概率过于保守。将碰撞模板改为圆柱体,建立了基于碰撞圆柱体的Event模型。在相同条件下运用Event模型和改进的Event模型对平行航路的侧向碰撞风险进行了评估计算,后者的碰撞风险是原Event模型碰撞风险的86.9%,仿真结果表明改进模型碰撞风险评估更精确,能够为中国平行航路的开辟进行安全评估计算提供理论依据。

相邻高度层上穿越飞行中纵向间隔的评估

从概率论和交叉航路模型出发,研究了飞机在穿越高度层时的碰撞概率,分别给出飞机同向和反向飞行时的碰撞概率模型;同时评估了飞机初始距离对碰撞概率的影响,分析了两者之间的关系。本文也提供了一种计算穿越高度层的碰撞概率的方法,在研究飞机穿越高度层的碰撞风险时,本结论可以作为参考依据。