Simulation of Ice-Structure Interactions Using a Coupled SPH-DEM Method
Notice bibliographique
Résumé
Ice-structure interaction (ISI) is a complex process, which requires a thorough understanding of the underlying physics to ensure safe operations in the ice-covered regions. Application of discrete element method (DEM) to compute ice loads on structures is a widely accepted approach, where the equations of rigid body motions are solved for all ice pieces in the computational domain. In most ISI simulations, the ice zone is assumed to be resting on a static water foundation omitting the hydrodynamic effects (added mass, water drag, wave damping) of the interacting bodies. This assumption can introduce erroneous results to simulations of the floating ice floes behavior, which in turn will incur uncertainties in planning ice management activities. In this paper, a smooth particle hydrodynamics (SPH) based computational fluid dynamics (CFD) code is coupled with a three-dimensional DEM model to take the hydrodynamic effects of the interacting bodies including the ice pieces into account. The ice zone is modeled as discrete elements, which allows computing interaction forces by considering contact laws. The water foundation is modeled using smooth particles, which are modelled with the Naiver-Stokes equations. Several applications of ship and offshore structures interacting with level ice and pack ice are simulated. A scenario of an offshore supply vessel operating in the marginal ice zone (MIZ) that is subject to wave forces is also simulated to show how this approach can be used for modelling complex real-world problems. This scenario is unique in a sense that it yields a multi-physics solution, where ice-structure-wave are all included in a single CFD simulation as a fully coupled analysis. The cost of the simulation is significantly reduced by running the computations on a Graphics Processing Unit (GPU) instead of a typical CPU workstation. Some of the initial results of ice-structure interactions are presented in this paper and a reasonable agreement with reduced scale model test results are found.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».