孙剑桥
- 作品数：21 被引量：35H指数：4
- 供职机构：天津大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金工业与信息化部高技术船舶科研项目创新研究群体科学基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程理学自动化与计算机技术天文地球更多>>
- 基于近场动力学的单晶冰弹性各向异性数值模拟方法
- 2022年
- 天然冰材料在变形与破坏行为上的各向异性特征是冰与结构相互作用中产生复杂载荷过程的关键诱因,而天然冰各向异性的根源则在于单晶冰的各向异性.目前,学术界针对单晶冰各向异性的数值模拟方法研究仍较为缺乏.为了准确再现天然冰材料的特殊力学性质,本文基于近场动力学理论,提出了一种单晶冰弹性各向异性的数值模拟方法.该方法的核心思想是将单晶冰杨氏模量沿不同加载方向的变化规律引入到近场动力学力密度向量的影响函数中.以前人实验测试得到的杨氏模量值为参考,通过开展与C轴呈0°,45°和90°三个加载方向的单晶冰单轴压缩数值模拟实验,提出了针对该影响函数的修正和辅助参数标定方法,最终在15°,30°,60°和75°等其他四个加载方向进行了验证.结果表明:本文提出的针对影响函数的修正与参数标定方法,能够较为便捷地找到数值模型杨氏模量与参考杨氏模量相一致的影响函数最优解,即本文提出的基于影响函数的近场动力学数值模拟方法,能够合理、准确地模拟单晶冰的弹性各向异性行为.本文研究成果可为后续多晶冰各向异性数值模拟方法的建立提供基础性参考.
- 黄焱王建平孙剑桥
- 关键词：各向异性影响函数
- 一种船体冰载荷精细测试数据的动态历程可视化方法
- 本发明涉及一种船体冰载荷精细测试数据的动态历程可视化方法，包括：在船模的目标测试区域上安装触觉传感器；确定水线处冰载荷作用区域；对冰载荷作用区域内的测试单元进行编号；将每一帧数据中相同编号的测试单元载荷做加和处理，将每一...
- 黄焱黄思洋孙剑桥李伟
- 一种分瓣外挂式三向阻尼器
- 本发明涉及一种分瓣外挂式三向阻尼器，包括环形质量块、竖向支撑结构和底座，所述环形质量块为中空的环状结构，外挂于被控结构；所述环形质量块包括若干单瓣质量块和连接板，所述各单瓣质量块之间通过所述连接板连接在一起，组成所述环形...
- 朱本瑞武义函黄焱孙剑桥田育丰
- 冰区运输船极地海域航行阻力的模型试验研究（英文）被引量：4
- 2018年
- 为了考查冰区运输船在北极结冰海域航行时所受到的航行阻力,进行了一系列室内物理模型试验。试验中船体模型通过一个单向测力传感器与主拖车上的刚性拖曳臂相连。试验包含三种主要的冰条件,即船体独立航行的平整冰条件、在破冰船引导下航行的航道碎冰条件和独立航行的浮冰条件。平整冰及航道碎冰条件下对多种船体航行速度进行考察,而浮冰条件下则针对不同的冰覆盖率展开研究。试验中对冰-船相互作用模式、冰排在船体不同位置处的破坏进程以及碎冰沿船体的运动状态进行了详尽的观测,并对船体的航行阻力进行了有效的测量。此外,文中还对航行阻力均值与极值之间的差异进行了详尽的讨论与分析。结果表明,冰条件与船体航行速度是影响船体航行阻力的重要因素。
- 黄焱孙剑桥季少鹏田于逵朱本瑞
- 关键词：航行阻力运输船浮冰
- 极地船舶典型航行模式下螺旋桨铣冰过程的模型试验被引量：2
- 2020年
- 冰区航行中,船舶常会遇到冰困情形,此时往往需要通过螺旋桨反转倒车来脱离困境。倒车脱困需要螺旋桨在高转速、低进速的条件下进行,本文基于典型冰困场景进行了螺旋桨铣冰过程中的模型试验,探究了冰载荷对于螺旋桨推力扭矩和螺旋桨桨叶所受载荷的影响。通过一系列试验探究表明,在小切削深度下,螺旋桨的推力较敞水情况下有所增大,而在大切削深度下推力将会减小。这种不同变化的趋势取决于桨叶是否与冰的粒状层发生接触。扭矩则随着切削深度的增大而持续增大,在切削到冰的粒状层时,螺旋桨扭矩达到最大值。上述规律同样适用于单片桨叶的轴向冰载荷与切向冰载荷的变化情况。
- 黄焱王定仕孙剑桥
- 关键词：螺旋桨推力扭矩
- 船-冰碰撞载荷时间历程的模型试验研究被引量：11
- 2019年
- 船-冰碰撞载荷是极地船舶船体外板结构强度的设计载荷,但目前的极地船级规范中尚未涉及船-冰碰撞载荷的时变特征。以我国新一代极地科考船为原型开展室内冰水池物理模型试验,对船首与浮冰的碰撞过程进行模拟;试验测试以主拖车拖曳船模撞击浮冰的方式进行,碰撞过程中船体所受冰载荷由布置在船首表面的触觉传感器测得。试验发现:船-冰碰撞过程中的整体冰载荷沿船体外板的作用呈现出近抛物线的轨迹,同时,载荷经历了先上升、后下降的完整过程,最大载荷作用时刻出现在冰体最大下压弯曲变形时刻;此外,最大载荷出现的水平位置集中在1/4船宽附近,相应局部碰撞载荷的时程曲线特征以‘单峰’型形态为主。
- 黄焱马高强孙剑桥
- 关键词：模型试验触觉传感器
- 一种观测冰面弯曲重力波波形的冰水池间接测量方法
- 本发明涉及一种观测冰面弯曲重力波波形的冰水池间接测量方法，包括下列步骤：按照预先设定的冰盖厚度和航行体浸没深度进行不同航行速度下的水下航行体模型试验，激光位移传感器采集得到不同航速下测点处冰面垂向位移时程曲线,计算测点处...
- 黄焱胡志伟田育丰孙剑桥宋梦然朱本瑞
- 基于模型试验的船-冰碰撞载荷空间分布演变历程研究被引量：3
- 2021年
- 针对船-冰碰撞载荷空间分布的演变历程,通过一系列的冰水池模型试验,分别从"整体"与"局部"的角度,对船-冰碰撞载荷沿船体表面的空间移动轨迹,及局部冰压力空间分布形态随时间的变化过程进行了研究。结果表明:船-冰碰撞过程中的冰载荷沿船体外板的整体作用呈现出近抛物线的轨迹;同时,冰压力的局部空间分布也呈现出与冰载荷时程曲线中"峰-谷"循环波动特征相对应的"单-双"高压力区周期性的动态演变过程,极端冰载荷只存在于"单高压力区"型的局部空间分布形态下。基于多个载荷板对船-冰接触轨迹进行覆盖的理念,提出一种移动冰载荷的构建方法。相邻载荷板之间的载荷时程存在重叠以更好地模拟载荷的空间"移动",而各载荷板上的非均布冰压力则通过高斯函数进行拟合。
- 孙剑桥黄焱
- 关键词：模型试验
- 大型运输船极地平整冰区航行阻力的模型试验被引量：10
- 2016年
- 针对一艘在极地海域内以船艏破冰方式航行的运输船,进行了平整冰条件下船舶航行阻力的模型试验。试验测试以拖曳船模在冰水池内行进的方式进行,试验观测针对多种船速展开,观测内容包括:平整冰排在船艏前的破坏模式、冰排沿船体舷侧的破坏模式、碎冰沿船体的运动状态以及船体航行总阻力。试验测试中包含两种主要的冰况条件,即船体独立在平整冰条件下的航行和在有破冰船开道的航道碎冰条件下航行。试验测试结果表明,船体在平整冰中航行时,由船肩处引发的大面积弯曲破坏将导致极值阻力的出现;船体在碎冰航道中航行时,部分大尺寸的碎冰块在漂移过程中将遭遇航道边缘的阻碍而发生重叠,并将导致航道边缘冰排的再次破坏。此外,两种冰况条件下船体航行阻力均值与极值均随航速的上升而增大,而平整冰条件下的航行阻力整体高出航道碎冰条件下的阻力两倍以上。
- 黄焱孙剑桥季少鹏田于逵
- 关键词：航行阻力模型试验
- 船-冰碰撞的模型试验方法研究被引量：10
- 2018年
- 为揭示船-冰碰撞过程中冰载荷的时空演变历程,对模型试验方法进行探索和研究。在对船-冰碰撞过程与相关规范技术背景进行分析的基础上采用触觉式压力传感系统,实现了对船-冰碰撞载荷的辨识、整体作用轨迹的勾勒,及载荷局部空间分布与时间历程特征的提取。然后通过对试验参数的逐级率定,形成了完备的船-冰碰撞模型试验方法。试验数据表明,在船-冰碰撞的冰水池模拟中,宜采用船体固定拖曳撞击自由漂浮冰体的模拟方式,撞击位置宜设定在船体的首柱附近区域,浮冰质量至少为1.5倍的船体排水量,浮冰边缘角度以90°为宜。论文提出的局部载荷空间分布与时间历程特征的测试与提取方法可为今后船-冰碰撞载荷时空演变规律的深入认识提供参考。
- 黄焱郭晓辉孙剑桥
- 关键词：模型试验触觉传感器
