• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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张海涛, 鹿麟, 杨帅, 程勇东, 吴息州. 冰层厚度对结构物破冰入水运动特性的影响[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0415
引用本文: 张海涛, 鹿麟, 杨帅, 程勇东, 吴息州. 冰层厚度对结构物破冰入水运动特性的影响[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0415
ZHANG Haitao, LU Lin, YANG Shuai, CHENG Yongdong, WU Xizhou. Effects of Ice Sheet Thickness on the Motion Characteristics of a Structure during Ice-Breaking Water Entry[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0415
Citation: ZHANG Haitao, LU Lin, YANG Shuai, CHENG Yongdong, WU Xizhou. Effects of Ice Sheet Thickness on the Motion Characteristics of a Structure during Ice-Breaking Water Entry[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0415

冰层厚度对结构物破冰入水运动特性的影响

doi: 10.11883/bzycj-2025-0415
基金项目: 国家自然科学基金(52201385);山西省回国留学人员科研资助项目(2024-114);中央引导地方科技发展资金(YDZJSX2025D040);

Effects of Ice Sheet Thickness on the Motion Characteristics of a Structure during Ice-Breaking Water Entry

  • 摘要: 为深入探究结构物的破冰入水的动力学特性,本文依托跨介质入水实验平台,采用高速摄像技术开展了结构物垂直穿透冰层的入水实验。实验设置了包括无冰工况以及三种冰层厚度(分别为结构物直径D0的1.5、2.5和3.5倍),系统分析了冰层对结构物入水过程中空泡演化、冰层破坏模式及结构物运动特性的影响。结果显示,冰层的存在显著改变了入水空泡演化:冰层的存在加快了空泡表面闭合并抑制空泡径向扩张,促进了空泡后期的快速塌陷。当冰厚为1.5D0时,空泡能够完全包覆结构物;而在较厚冰层(≥2.5D0)下,空泡无法实现整体包覆。结构物穿透冰层后,冰层上下表面各出现一个锥形坑:当冰厚较薄时,锥形坑在冰孔周围呈现对称分布,而在冰厚为3.5D0情况下,由于结构物破冰过程中的偏转,形成明显的不对称坑穴。与无冰工况相比,冰层的存在会导致结构物入水过程出现明显的速度衰减和运动轨迹偏转。然而,较厚冰层反而使结构物在水下航行阶段所受到的阻力有所减弱,表明冰层破坏过程对后续流场结构与入水动力学具有重要影响。
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-12-25
  • 网络出版日期:  2026-03-20

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