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基于近场动力学与有限元耦合的破冰船冰载荷计算的任务书
任务书
任务名称：基于近场动力学与有限元耦合的破冰船冰载荷计算
任务目的：
破冰船是在极寒极端环境中运行的一种特殊船舶，其主要任务是在冰覆盖的海域开辟航道或保持航道的畅通。在这种极端环境中，破冰船会受到冰的冲击和挤压力，因此需要对其受力情况进行计算和分析，以提高其航行安全性和良好性。本任务旨在利用近场动力学与有限元耦合的方法计算破冰船的冰载荷，为船舶工程师提供冰航行中的安全性和稳定性设计参考。
任务内容：
1.研究近场动力学与有限元耦合方法。阅读相关文献和技术资料，了解近场动力学和有限元方法的基本原理和计算过程，分析二者的差异与优缺点，确定其可行性和适用性。
2.建立破冰船的三维数值模型。根据破冰船的设计图纸和参数，利用计算机辅助设计软件建立破冰船的三维数值模型，并进行前处理，包括建模、几何体网格划分、边界条件设置等。
3.确定冰载荷计算模型。结合破冰船的实际运行情况和海冰的物理特性，确定冰载荷计算模型的参数和边界条件。采用近场动力学方法计算冰与破冰船的相互作用力，通过有限元方法计算破冰船结构的应力和变形情况，进一步分析其受力情况。
4.进行数值计算和仿真分析。采用软件进行数值计算和仿真分析，获取破冰船在不同冰厚和不同航速下的冰载荷和受力情况，得出破冰船冰航行中的安全性和稳定性设计参考。
5.编制实验方案。根据数值计算和仿真分析结果，编制破冰船的实验方案，并进行试验验证，以论证近场动力学与有限元耦合方法在破冰船冰载荷计算中的可行性和有效性。
6.撰写实验报告。根据试验结果和分析，编写实验报告，对近场动力学与有限元耦合方法在破冰船冰载荷计算中的应用进行评估，提出改进和优化建议。
任务要求：
1.熟悉计算机辅助设计软件和仿真分析软件，掌握有限元方法和近场动力学方法。
2.具备破冰船结构和性能的相关知识和分析能力。
3.精通破冰船的实验工作，具备实验方案编制和试验数据处理能力。
4.具备较好的文献阅读和资料检索能力，能根据任务需要自主学习和掌握相关知识。
5.具备团队合作和沟通协调的能力，能与相关人员紧密配合，完成任务目标。
6.任务报告要求规范、简洁、清晰，并能够对结果进行有效的解释和说明。
时间要求：
该任务为周期性任务，总时间不少于6个月。其中，前期计划和研究耗时1个月，破冰船模型建立和计算耗时2个月，数值计算和仿真分析耗时2个月，实验验证和数据处理耗时1个月。
经费和设备要求：
本任务所需经费不少于50万元，其中包括计算机、仿真分析软件、实验设备、试验材料、劳务费等。设备要求包括计算机、高性能计算服务器、数字摄像机、冰模拟装置和冰强度测试仪等。
参考文献：
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