童宗鹏，叶林昌，夏兆旺，薛斌，曹锐

1 船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室，上海 201108

2 上海船用柴油机研究所 动力装置事业部，上海 201108

3 江苏科技大学 能源与动力学院，江苏 镇江 212003

4 江苏南极机械有限公司 研发部，江苏 泰州 225400

0 引 言

极地邮轮在南极或北极航行时可能会与海冰发生碰撞，产生的冲击振动通过船体传递到船体结构、动力设备、船员工作舱室、居住舱室和旅客客舱，从而影响船舶安全性和乘客的舒适性体验[1]。因此，研究冰载荷对极地邮轮振动的影响，对于提高极地邮轮冰区航行舒适性和安全性具有重要意义[2-3]。实验研究极地邮轮与浮冰的碰撞问题成本高、周期长，而使用数值模拟方法研究极地邮轮冰−船碰撞具有成本低、周期短等优势，且数值模拟方法还可以模拟复杂海况[4-5]。

海冰模型是极地邮轮与冰碰撞分析的重要手段，在分析中，温度、围压和应变率都会对海冰的力学性质产生影响[6-8]。徐洪宇等[9]通过对海冰三轴压缩试验研究，发现海冰的抗压强度受围压和温度影响明显。因此，确定合适的海冰材料模型、获取准确的模型参数是极地邮轮冰区航行舒适性预报的关键因素。

目前，针对小型极地邮轮冰−船碰撞后的船舶安全性分析还不多。因此，为了明晰极地邮轮与海冰碰撞过程中船体的响应特性，本文将基于Johnson-Holmquist-2（JH-2）模型来描述海冰的力学性质，对极地邮轮冰−船碰撞过程的船体响应进行分析，用以为极地邮轮上的旅客舒适性及安全性分析奠定基础。……