基于神经网络的海冰弯曲强度计算参数确定及锥体破冰数值研究

来源：振动与冲击杂志2025年第1期北京时间：

作者：朱圣涛，邹璐luzou@sjtu,，邹早建,，邹明

单位：1.上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海200240；2.上海交通大学海洋工程全国重点实验室，上海200240

摘要：为构建粘聚单元物理参数与海冰弯曲强度之间的关系，提出一种基于神经网络的回归模型用于海冰弯曲强度计算参数的确定。首先，基于有限元法及粘聚单元法对海冰三点弯曲试验进行数值模拟并验证方法的有效性。然后，选择五个影响参数，采用拉丁超立方抽样算法生成427个样本，通过数值模拟得到其对应的海冰弯曲强度，构建神经网络的数据集。在此基础上，采用多层感知器神经网络对所有样本预报结果进行训练，得到预报海冰弯曲强度的回归模型。以此建立与试验海冰弯曲强度相近的层冰数值模型，并考虑流体浮力和拖曳力对碎冰的作用，对不同参数影响下的锥体层冰相互作用进行数值模拟及分析。结果显示：锥体受到层冰纵向力的均值、标准差以及峰值均随碰撞速度、锥体水线面直径和锥体角度的增加而增大。<br>

关键词：有限元法；粘聚单元法；海冰弯曲强度；神经网络；结构物-层冰相互作用