目錄前言第1章 緒論 1 1.1 船舶與海洋工程結構冰載荷研究的工程需求 2 1.1.1 極地航行運輸及科學考察中的冰載荷問題 2 1.1.2 渤海冰區(qū)及極地油氣開發(fā)中的冰載荷問題 6 1.1.3 其他寒區(qū)資源開發(fā)中的冰載荷問題 12 1.1.4 極地軍事戰(zhàn)略中的冰載荷問題 15 1.2 極地海冰分布特性及物理力學性質研究 18 1.2.1 海冰分布特性觀測 19 1.2.2 海冰物理力學性質試驗 21 1.3 船舶與海洋工程結構冰載荷的現(xiàn)場測量及模型試驗研究 25 1.3.1 船舶結構冰載荷的現(xiàn)場測量 25 1.3.2 海洋工程結構冰載荷的現(xiàn)場測量 31 1.3.3 船舶與海洋工程結構冰載荷的模型試驗 38 1.4 人工智能在極地海洋工程中的應用 42 1.4.1 人工智能技術 42 1.4.2 海冰分類及參數(shù)識別 43 1.4.3 海冰強度預測及冰載荷識別 46 1.4.4 冰區(qū)航行風險評估及航線規(guī)劃 47 1.5 小結 48 參考文獻 49 第2章 海冰分布類型及物理力學性質 59 2.1 海冰的主要類型 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 74 2.2.1 海冰的晶體結構 74 2.2.2 海冰物理性質的時空分布特性 81 2.3 海冰的力學性質 89 2.3.1 海冰的強度 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 海冰的熱力學和動力學過程 108 2.4.1 海冰的熱力學過程 109 2.4.2 海冰的動力學過程 114 2.4.3 海冰熱力–動力學過程的數(shù)值方法 122 2.5 小結.129 參考文獻 130 第3章 船舶結構冰載荷的現(xiàn)場測量 138 3.1 船舶結構冰載荷的監(jiān)測系統(tǒng) 138 3.1.1 基于“雪龍”號科學考察船的船舶結構冰載荷監(jiān)測系統(tǒng) 138 3.1.2 航線內冰情監(jiān)測 140 3.1.3 船舶結構冰激響應監(jiān)測 142 3.2 船舶結構冰載荷的識別方法 146 3.2.1 基于影響系數(shù)矩陣的船舶結構冰載荷識別 146 3.2.2 基于格林核函數(shù)與正則化算法的船舶結構動載荷識別 150 3.2.3 基于支持向量機的船舶結構冰載荷遠場識別 159 3.2.4 失效測點影響下船舶結構冰載荷的有效識別方法 168 3.3 船舶結構冰載荷的測量分析 173 3.3.1 典型極地船舶的冰載荷測量分析 173 3.3.2 我國極地科學考察中的冰載荷測量分析 185 3.3.3 我國北極貨運航行中的冰載荷測量分析 190 3.4 小結 193 參考文獻 194 第4章 海洋工程結構冰載荷的現(xiàn)場測量 201 4.1 基于渤海油氣平臺的海洋工程結構冰載荷監(jiān)測系統(tǒng) 201 4.1.1 海冰參數(shù)觀測 203 4.1.2 冰載荷現(xiàn)場測量 209 4.2 直立海洋工程結構冰載荷的測量分析 212 4.2.1 直立結構靜冰載荷分析2134.2.2 直立結構動冰載荷分析 214 4.3 錐體海洋工程結構冰載荷的測量分析 222 4.3.1 錐體結構靜冰載荷分析 223 4.3.2 海冰與錐體結構的相互作用機理 226 4.3.3 錐體結構動冰載荷分析 231 4.4 小結 235 參考文獻 235 第5章 船舶與海洋工程結構的冰激疲勞分析 238 5.1 船舶與海洋工程結構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曲線和累積損傷模型 240 5.1.3 熱點應力幅值的分析方法 243 5.1.4 冰激疲勞的評估流程 249 5.2 船舶結構的冰激疲勞分析 250 5.2.1 冰激疲勞環(huán)境參數(shù)與疲勞工況 251 5.2.2 實測冰載荷作用下的船舶結構應力分析 253 5.2.3 船舶結構冰激疲勞損傷評估 257 5.3 海洋工程結構的冰激疲勞分析 260 5.3.1 冰激疲勞環(huán)境參數(shù)與疲勞工況 260 5.3.2 海洋工程結構的時域冰激疲勞分析 263 5.3.3 海洋工程結構的頻域冰激疲勞分析 267 5.4 小結.271 參考文獻 271 第6章 船舶與海洋工程結構的冰載荷設計和抗冰性能.274 6.1 船舶結構冰載荷 274 6.1.1 基于冰級規(guī)范的船舶冰載荷 275 6.1.2 船舶冰阻力經驗公式 280 6.1.3 船舶冰載荷時空分布特性 285 6.2 海洋工程結構冰載荷 290 6.2.1 直立海洋工程結構冰載荷 290 6.2.2 錐體海洋工程結構冰載荷 296 6.2.3 非規(guī)則結構的冰載荷 305 6.3 船舶與海洋工程結構的抗冰性能 309 6.3.1 船舶結構的抗冰性能 309 6.3.2 海洋工程結構的抗冰性能 3126.4 小結 323 參考文獻 324