不同于常规开敞水域,极地环境恶劣,开展北极航行需要应对海冰、低温等风险,故对极地冰区航行的船舶的性能要求尤为严苛。想要实现独立自主研发极地船舶的科技需求,急需突破极地船舶冰载荷预报、结构抗冰设计与安全分析、极地运输船高精度建造等关键技术问题。极地冰区船舶航行过程船与不同冻结特性的海冰相互作用模拟中需要考虑海冰的冻结机理、复杂海冰的力学特性和破坏机理等问题。船受到冰和水的耦合作用不仅体现在非线性的航行阻力上,在船体结构抗冰设计和船舶动态结构累计损伤中也有体现。总之,极地运输船施工精度要求高、技术难度大、冰区航行风险高,是我国极地海洋装备领域的科技难题。
敞水航行性能与破冰航行性能、船体轻量化设计与抗冰结构加强,是船舶设计领域两个突出矛盾,也是极地运输船需要兼顾的特殊需求。如何厘清“船-水-冰”之间全耦合机理,设计出敞水性能与冰区性能相平衡的抗冰线型;如何探明结构损伤机理及结构失效模式,模拟抗冰结构的动态响应过程,提出极地冰区运输船舶新型抗冰载荷结构型式,是制约极地运输船设计的另一核心科研难题。
本项目是一个综合性课题,设计多学科交叉融合,项目组组织多方面人才共同实施科技攻关,研究和提出新的计算方法与技术。项目的关键技术,是在研究掌握国外领先技术的基础上,结合我国极地船舶与海洋工程装备设计和安全性评估的研究现状,采取产学研用结合,建立了由江苏科技大学牵头,船舶设计研究院、造船企业及海工制造企业共同参与的极地海洋装备研究团队,在项目实施过程中形成了良好的合作关系,鼓励创新,推动科技人员研究和提出新方法、新技术、新工艺。为我国船舶行业培养了一批以高校教师、科研人员、工程技术人员等多层次的创新人才队伍。
评价单位:“科创中国”高端装备产业科技服务团 (中国造船工程学会)
评价时间:2022-07-27
综合评价
极地是四大战略新疆域之一,是新型安全领域和重要战略利益的拓展方向,对我国长远利益和国家安全影响重大。面向极地科研与装备发展的重大科研需求,本项目进一步丰富了极地科学技术的研究内涵,突破了极地工程关键技术问题,实现了极地船舶核心研发能力的自主可控,提升了船舶行业的国际竞争力,具有工程和战略意义,建议推动转化。
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