刘俊杰，万正权，蒋彩霞，祁恩荣

（中国船舶科学研究中心，江苏无锡 214082）

0 引言

水下运载器在服役期间有可能受到物体撞击、触礁或与其他海洋结构物发生碰撞，碰撞事故轻者造成结构损伤，重者造成运载器的沉没，导致人员伤亡，甚至带来严重的环境污染。据报道，2005年1月美国海军的1艘潜艇就发生了触礁事故，造成20多名艇员受伤，1人死亡的悲剧。深水环境下作业的运载器由于受到静水压力，一旦发生碰撞，导致耐压壳体破损，后果不堪设想。水中结构物的碰撞研究主要集中在对船舶碰撞的研究上，船舶碰撞的类型主要有:船与船碰撞以及船与固定结构物的碰撞（包括船与桥墩以及船与礁石碰撞）。船舶碰撞研究的开创性工作是Minorsky在20世纪50年代后期开展的，研究高潮是20世纪90年代以后，其推动因素是1989年发生于阿拉斯加海岸的“Exxon Valdez”油轮搁浅事故。国内外许多学者已经在这方面开展了大量的研究工作［1－2］，经过半个多世纪的发展，船舶碰撞力学的研究工作已经取得了一定研究成果，研究方法主要有解析法、经验法、试验方法和数值仿真方法等。其中，解析法是基于刚体运动的假设，因此分析精度不高;经验法是基于一定的实船碰撞数据给出的，应用受到了局限;船舶碰撞试验是一种耗费昂贵的破坏性试验，重复性较差，难以付诸实施;数值仿真方法可以实现虚拟碰撞试验，随着计算机硬件技术的飞速发展，以及非线性有限元技术的日益进步和成熟，数值仿真技术已经成功运用于船舶碰撞［3－4］、弹体侵彻［5］等动力学问题的研究分析中。……