董斌，錢源，李元泰，丁劍鋒，李輝*

1 武漢第二船舶設(shè)計(jì)研究所，湖北 武漢 430205

2 哈爾濱工程大學(xué) 船舶工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001

0 引 言

石油和天然氣被人們稱為“工業(yè)的血液”，其既是重要的能源，又是重要的戰(zhàn)略物資[1]。我國渤海地區(qū)有著豐富的油氣資源，可以開采利用。海洋核動(dòng)力平臺(tái)作為一種可移動(dòng)式海上平臺(tái)，它將船舶與核反應(yīng)堆結(jié)合，可以有效降低油氣資源的開采成本。渤海灣冬季的結(jié)冰時(shí)間為12 月中下旬到次年的2 月中旬或是3 月中旬，冰期2～4 個(gè)月，這對(duì)渤海灣鉆井平臺(tái)的生產(chǎn)作業(yè)影響較大，會(huì)對(duì)該核動(dòng)力平臺(tái)的安全造成巨大威脅，甚至是造成核泄漏事故。因此，研究渤海灣地區(qū)海冰與核動(dòng)力平臺(tái)的相互作用對(duì)其安全性分析尤為重要。

近年來，人們已經(jīng)發(fā)展了多種計(jì)算冰—結(jié)構(gòu)相互作用關(guān)系的方法，如試驗(yàn)法、有限元法、離散元法和概率法等[2]。葉禮裕等[3]基于近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)方法建立了潛艇上浮破冰過程計(jì)算模型，驗(yàn)證了采用粒子模擬海冰性能的可行性，在模擬過程中，海冰的動(dòng)態(tài)斷裂過程與實(shí)際情形基本一致。黃焱等[4]對(duì)極地船舶在浮冰區(qū)中運(yùn)動(dòng)的阻力模型進(jìn)行了試驗(yàn)，分析發(fā)現(xiàn)船體航行阻力在不同冰覆蓋率下變化顯著。Myhre[5]使用有限元仿真對(duì)LNG船的貨艙區(qū)域與海冰的碰撞作用進(jìn)行模擬，分析了內(nèi)壁板結(jié)構(gòu)因動(dòng)態(tài)冰載荷作用而產(chǎn)生的影響。Ehlers 和Kujala[6]進(jìn)行了一系列四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，用于驗(yàn)證數(shù)值模擬所需的海冰材料參數(shù)。結(jié)果表明，所得到的力、失效時(shí)間和位移的數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。當(dāng)今學(xué)者采用的主流分析方法是利用有限元方法模擬破冰過程，但很少會(huì)對(duì)所選取的海冰材料進(jìn)行力學(xué)性能分析以驗(yàn)證該材料模型是否符合實(shí)際情況。同時(shí)，當(dāng)前研究的船—冰碰撞主要針對(duì)的是普通破冰船，針對(duì)海洋核動(dòng)力平臺(tái)這類特殊結(jié)構(gòu)的研究極少。

本文將利用LS-DYNA 有限元軟件對(duì)浮冰和平臺(tái)的碰撞過程進(jìn)行數(shù)值分析，通過與冰錐受壓實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)該數(shù)值模擬方法進(jìn)行驗(yàn)證。由于海洋核動(dòng)力平臺(tái)舯部是個(gè)大艙室，沒有橫艙壁，故選取該處作為平臺(tái)—浮冰碰撞的典型工況，分析碰撞過程中碰撞區(qū)域平臺(tái)結(jié)構(gòu)的變形情況。由于核動(dòng)力平臺(tái)的安全性至關(guān)重要，本文還將分析平臺(tái)對(duì)浮冰碰撞的承載能力。

1 平臺(tái)—冰碰撞的理論基礎(chǔ)

平臺(tái)和海冰的碰撞過程是一種復(fù)雜的非線性動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)過程。在碰撞過程中，其接觸區(qū)域首先產(chǎn)生彈性變形，然后隨著碰撞作用的繼續(xù)而產(chǎn)生塑性變形。在這個(gè)過程當(dāng)中，會(huì)涉及到多種非線性問題，包括接觸非線性、運(yùn)動(dòng)非線性、材料非線性和幾何非線性等。根據(jù)碰撞過程的相關(guān)理論基礎(chǔ)，可以建立船—冰的碰撞方程為

式中：M為平臺(tái)—海冰系統(tǒng)的質(zhì)量矩陣；a(t)為節(jié)點(diǎn)的加速度；C為平臺(tái)—海冰系統(tǒng)的阻尼矩陣；v(t)為 節(jié)點(diǎn)的速度；K為考慮材料單元本構(gòu)關(guān)系的剛度矩陣；x(t) 為節(jié)點(diǎn)的位移；Q(t)為節(jié)點(diǎn)的載荷，即節(jié)點(diǎn)所受外力。

碰撞過程中的動(dòng)態(tài)響應(yīng)求解一般采用顯式積分方法，可以對(duì)tn時(shí)刻進(jìn)行求解：

式中：Q(tn) 為外力向量列陣；Fint(tn)為內(nèi)力矢量；H(tn)為沙漏阻力。

將公式進(jìn)行變形，就能得到tn時(shí)刻的加速度計(jì)算公式：

接下來，對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分就能得到關(guān)于速度的計(jì)算公式，然后繼續(xù)對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分，就能得到關(guān)于位移的計(jì)算公式。

采用中心差分法對(duì)公式進(jìn)行求解，對(duì)tn+1時(shí)刻的速度和位移進(jìn)行求解：

平臺(tái)—冰碰撞的非線性顯式動(dòng)力分析求解過程可使用中心差分法進(jìn)行計(jì)算，該方法可大大縮短求解時(shí)間。

2 海冰材料模型驗(yàn)證

在平臺(tái)—冰碰撞的有限元仿真過程中，海冰的本構(gòu)模型是有限元仿真過程中的關(guān)鍵點(diǎn)。本文將根據(jù)楊亮等[7]關(guān)于冰材料的研究成果，在LS-DYNA 軟件材料庫中選用彈塑性斷裂模型作為海冰材料的本構(gòu)模型，選擇Von Mises 屈服準(zhǔn)則作為海冰材料的失效準(zhǔn)則，以最大塑性應(yīng)變模式作為材料的破壞模式，恒定最小壓力模式作為材料的分離模式，即當(dāng)海冰單元的應(yīng)變達(dá)到失效應(yīng)變 ε或者承受的壓力達(dá)到截?cái)鄩毫，滿足其中一種情況海冰單元就會(huì)失效。

模型參數(shù)如表1 所示。

表 1 海冰材料模型參數(shù)Table 1 Parameters of sea ice material model

接下來，使用有限元軟件LS-DYNA 驗(yàn)證上述海冰本構(gòu)模型的準(zhǔn)確性，計(jì)算鋼板在擠壓冰錐過程中的作用力，并將計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)結(jié)果[8]進(jìn)行對(duì)比分析。圖1 展示的是實(shí)驗(yàn)裝置，圖2所示為數(shù)值模擬建立的冰錐和鋼板有限元模型。海冰模型是一個(gè)直徑為10 cm、錐角120°的圓錐。為保證與實(shí)驗(yàn)環(huán)境的相似性，將冰錐模型底部進(jìn)行了六自由度的約束，以模擬冰錐被固定在實(shí)驗(yàn)裝置上的情景。由于在實(shí)驗(yàn)過程中鋼板的變形極其微小，所以在數(shù)值模擬中可以選用剛體作為鋼板的材料模型，該方法能在不產(chǎn)生大的計(jì)算誤差的前提下節(jié)約LS-DYNA 軟件模擬的計(jì)算時(shí)間。鋼板密度為7 850 kg/m3，彈性模量為200 GPa，泊松比為0.3。冰錐采用六面體實(shí)體單元建模，其網(wǎng)格尺寸采用5 mm 進(jìn)行自動(dòng)劃分。

在冰錐實(shí)驗(yàn)中，采用了2 種速度對(duì)冰錐進(jìn)行擠壓破壞，為了更全面地驗(yàn)證數(shù)值模擬方法的合理性，需要對(duì)比不同應(yīng)變率下海冰材料的破壞狀態(tài)。因此，使鋼板分別以1 和100 mm/s 的速度向下移動(dòng)，鋼板與冰錐的接觸方式采用CONTACT_ERODING_NODES_TO_SURFACE，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)均為0.3，并使冰錐單元在達(dá)到失效標(biāo)準(zhǔn)后消失。

圖 1 實(shí)驗(yàn)裝置Fig. 1 Experimental device

圖 2 鋼板和冰錐模型Fig. 2 Model of steel plate and ice cone

圖3 給出了鋼板分別以1 和100 mm/s 速度移動(dòng)時(shí)與冰錐相互作用的阻力曲線，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果[8]進(jìn)行了比較。圖中，橫坐標(biāo)為鋼板向下運(yùn)動(dòng)的位移。分析對(duì)比2 條阻力曲線可以看出，在阻力的增長趨勢(shì)上，數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)得結(jié)果基本相同，且最終的最大阻力也基本一致。在阻力上升過程中，伴隨有一定程度的波動(dòng)，這是因?yàn)殇摪逶跀D壓冰錐時(shí)冰體單元會(huì)破損，從而導(dǎo)致阻力驟然降低，這是符合實(shí)際的海冰力學(xué)性能的。通過對(duì)比高、低速運(yùn)動(dòng)下的阻力曲線可以發(fā)現(xiàn)，在低速時(shí)，阻力的波動(dòng)較小，且與實(shí)驗(yàn)值更為接近。另從圖3 中還可以明顯看出，相較于低速擠壓阻力曲線，冰體在受到高速擠壓時(shí)振蕩幅度更大。這是因?yàn)楸w在受到高速擠壓時(shí)，其力學(xué)特性會(huì)變脆，擠壓破碎產(chǎn)生的冰塊尺寸會(huì)增大并向兩側(cè)滑落。當(dāng)鋼板高速擠壓至約17 mm 時(shí)，實(shí)驗(yàn)中的冰錐產(chǎn)生了劈裂現(xiàn)象，這一時(shí)刻，剝落的冰體與鋼板在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)再接觸，故監(jiān)測(cè)不到冰阻力，所以這時(shí)的阻力曲線會(huì)出現(xiàn)大幅度的卸載現(xiàn)象，冰阻力接近于0。隨著鋼板繼續(xù)下移，其與冰體再次接觸，冰阻力曲線迅速上升并與模擬值結(jié)果吻合。本文主要關(guān)注海冰與結(jié)構(gòu)間的作用力，由圖可見，數(shù)值模擬過程中的阻力曲線與實(shí)驗(yàn)中阻力曲線的趨勢(shì)和數(shù)據(jù)總體還是吻合的。數(shù)值模擬所得計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值基本相同，成功驗(yàn)證了所選取的海冰本構(gòu)模型是合理的。基于上述的冰錐受壓實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)果，所選取的海冰本構(gòu)模型可以應(yīng)用于平臺(tái)—冰碰撞的數(shù)值模擬。

圖 3 不同鋼板速度下的阻力—位移曲線Fig. 3 Resistance-diaplacement curves at different steel plate velocities

3 平臺(tái)—冰碰撞的數(shù)值模型

3.1 平臺(tái)與浮冰的數(shù)值模型

選取海洋核動(dòng)力平臺(tái)在工作狀態(tài)下的工況作為計(jì)算對(duì)象。通過有限元軟件MSC.Patran 建立該平臺(tái)的有限元模型，外板及強(qiáng)構(gòu)件采用殼單元，其余構(gòu)件采用梁單元建模，網(wǎng)格尺寸為500 mm，如圖4 所示。同時(shí)，由于浮冰對(duì)平臺(tái)的碰撞作用主要產(chǎn)生局部載荷，而遠(yuǎn)離碰撞區(qū)域的結(jié)構(gòu)基本不參與受力，所以只需將碰撞區(qū)域（尺寸為10 個(gè)肋距的方形區(qū)域）的骨材由原來的梁單元換為殼單元即可。為了與實(shí)際情況相接近，該平臺(tái)的鋼材料選擇的是理想彈塑性模型，其材料密度為7 850 kg/m3，彈性模量為206 000 MPa，泊松比為0.3，屈服應(yīng)力為390 MPa，并將該平臺(tái)模型導(dǎo)入到了LS-DYNA 的前處理軟件LS-Prepost 中。

圖 4 海洋核動(dòng)力平臺(tái)有限元模型Fig. 4 FEM of marine nuclear power platform

考慮到冰層厚度、單元失效以及侵蝕過程的數(shù)值模擬，建立的浮冰有限元模型采用體單元來建模。綜合考慮計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性以及計(jì)算效率，并參考張健[9]關(guān)于網(wǎng)格尺寸對(duì)冰體與結(jié)構(gòu)碰撞影響程度的研究結(jié)果，浮冰的網(wǎng)格尺寸選擇為200 mm。海冰材料如表1 所示。

3.2 研究工況

本文采用的坐標(biāo)系為絕對(duì)坐標(biāo)系，研究的是該平臺(tái)處于工作狀態(tài)下時(shí)遭受浮冰碰撞的過程，故將該平臺(tái)的X，Y，Z三個(gè)方向進(jìn)行約束，然后將浮冰以一定的初速度進(jìn)行撞擊。浮冰與該平臺(tái)的接觸算法采用面面接觸，將平臺(tái)作為主面，浮冰作為從面。本文主要研究海洋核動(dòng)力平臺(tái)與浮冰碰撞作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，以及該平臺(tái)對(duì)浮冰碰撞的承載能力，實(shí)際上該平臺(tái)的各個(gè)方向都有可能遭受浮冰的撞擊，所以將浮冰的冰尖與平臺(tái)進(jìn)行碰撞時(shí)，本文選取了艏部、舯部和艉部作為研究對(duì)象，如圖5 所示。

根據(jù)宋艷平等[10]的研究，當(dāng)浮冰與結(jié)構(gòu)呈90°碰撞時(shí)，浮冰對(duì)結(jié)構(gòu)造成的破壞程度最大。典型的工況是將建立的浮冰模型用冰尖撞擊平臺(tái)舯部，然后根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行分析。由于該平臺(tái)的作業(yè)區(qū)域?yàn)椴澈?，該地區(qū)冬季的浮冰移動(dòng)速度最高為65 cm/s，最大冰厚為55 cm，所以在研究承載能力時(shí)，將工況分為2 種：冰速定為65 cm/s時(shí)浮冰尺寸與冰厚之間的關(guān)系；冰厚定為55 cm時(shí)浮冰尺寸與冰速之間的關(guān)系。

4 典型工況分析

4.1 船舯碰撞區(qū)域結(jié)構(gòu)應(yīng)力

要分析海洋核動(dòng)力平臺(tái)在浮冰區(qū)作業(yè)的安全性，就需要明確該平臺(tái)與浮冰的碰撞過程。為了分析該平臺(tái)對(duì)浮冰碰撞的承載能力，首先需分析在碰撞過程中平臺(tái)各結(jié)構(gòu)的變形情況。海洋核動(dòng)力平臺(tái)舯部是個(gè)貫穿的大艙室，沒有橫向艙壁，可以選擇此處進(jìn)行典型工況分析。根據(jù)渤海灣冬季的冰況，選取浮冰尺寸7 m×7 m、冰厚55 cm、以65 cm/s 速度撞擊平臺(tái)舯部作為典型工況進(jìn)行分析。

在碰撞過程中，通過LS-DYNA 軟件的仿真計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，只有接觸區(qū)域平臺(tái)結(jié)構(gòu)承受了載荷，其應(yīng)力云圖如圖6 所示。平臺(tái)結(jié)構(gòu)所采用鋼材料的許用應(yīng)力為346.4 MPa，通過圖6 可知有部分單元已超過屈服極限，處于塑性階段，其中的最大應(yīng)力已達(dá)352 MPa。碰撞區(qū)域外板的應(yīng)力（圖7）遠(yuǎn)小于縱骨的應(yīng)力（圖8），這說明板架結(jié)構(gòu)在承受浮冰撞擊的載荷時(shí)，外板會(huì)將其受到的壓載傳遞給骨材。所以，若想提高該平臺(tái)在遭受浮冰撞擊時(shí)的安全性，可以將碰撞區(qū)域的骨材進(jìn)行加強(qiáng)。

圖 6 碰撞區(qū)域應(yīng)力云圖Fig. 6 Stress contours of collision area

圖 7 碰撞區(qū)域外板應(yīng)力Fig. 7 Stress of external plate in collision zone

圖 8 碰撞區(qū)域縱骨應(yīng)力Fig. 8 Stress of longitudinal in collision zone

4.2 船舯碰撞過程分析

浮冰—平臺(tái)碰撞過程中的總能量是不變的，隨著浮冰與平臺(tái)開始接觸，動(dòng)能會(huì)轉(zhuǎn)化為因平臺(tái)和浮冰的變形而產(chǎn)生的內(nèi)能，如圖9 所示。沙漏能所占比重很小，這說明碰撞過程中單元之間的接觸是合理的，計(jì)算結(jié)果是可靠的。在數(shù)值模擬中，沿坐標(biāo)軸正方向的速度為正，即在該工況下,浮冰遠(yuǎn)離平臺(tái)的速度方向?yàn)檎?。?nèi)能變化的曲線與浮冰移動(dòng)速度的變化是負(fù)相關(guān)的（圖10），約在0.24 s 時(shí)，浮冰速度為0 m/s，此時(shí)也是內(nèi)能最大的時(shí)候。隨著浮冰往回彈，內(nèi)能又逐漸轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。由于平臺(tái)結(jié)構(gòu)有部分單元已發(fā)生塑性變形，浮冰因撞擊產(chǎn)生了破損，有一部分能量已產(chǎn)生損失，導(dǎo)致浮冰回彈后的動(dòng)能小于初始動(dòng)能。經(jīng)分析圖11 所示的浮冰與平臺(tái)結(jié)構(gòu)的碰撞力曲線發(fā)現(xiàn)，在碰撞過程中，碰撞力是非線性的，且碰撞力的變化曲線與內(nèi)能的變化基本保持一致，在約0.22 s 處碰撞力達(dá)到最大值。碰撞力曲線的波動(dòng)變化說明碰撞力會(huì)出現(xiàn)卸載現(xiàn)象，這是因?yàn)樵谂鲎策^程中部分結(jié)構(gòu)單元發(fā)生了塑性變形，且冰的變形與破壞也會(huì)導(dǎo)致該現(xiàn)象發(fā)生。

圖 9 能量曲線Fig. 9 Energy curves

圖 10 浮冰速度曲線Fig. 10 Floating ice speed curve

圖 11 碰撞力曲線Fig. 11 Collision force curve

5 平臺(tái)對(duì)于浮冰碰撞的承載能力

本文的研究對(duì)象為海洋核動(dòng)力平臺(tái)，為了避免發(fā)生因浮冰碰撞而造成的嚴(yán)重后果，基于平臺(tái)在渤海冰區(qū)的作業(yè)安全，研究平臺(tái)對(duì)浮冰碰撞的承載能力極其重要。研究承載能力時(shí)，將工況分為：當(dāng)冰速定為65 cm/s，冰厚變化（0.2，0.3，0.4，0.5，0.6 m）時(shí)結(jié)構(gòu)達(dá)到極限承載能力時(shí)的不同浮冰尺寸；當(dāng)冰厚定為55 cm，冰速變化（15，25，35，45，55，65 cm/s）時(shí)結(jié)構(gòu)達(dá)到極限承載能力時(shí)的不同浮冰尺寸。為了便于描述浮冰尺寸，采用等效直徑d進(jìn)行描述。

式中：d為等效直徑，m；a為浮冰邊長，m。

根據(jù)前文分析，已知平臺(tái)承受浮冰撞擊的載荷很大一部分從外板傳遞給了縱骨，縱骨上的最大應(yīng)力遠(yuǎn)大于外板上的最大應(yīng)力，所以在探究平臺(tái)承載能力時(shí)，最主要的應(yīng)是縱骨達(dá)到許用應(yīng)力時(shí)所能承受的浮冰狀態(tài)，不然結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生損壞。通過數(shù)值模擬，平臺(tái)艏部、艉部和舯部對(duì)浮冰碰撞的承載能力如圖12 和圖13 所示。

圖 12 冰厚55 cm 平臺(tái)對(duì)浮冰的承載能力Fig. 12 Bearing capacity of platform for floating ice at 55 cm ice thickness

圖 13 冰速65 cm/s 平臺(tái)對(duì)浮冰的承載能力Fig. 13 Bearing capacity of platform for floating ice at 65 cm/s ice velocity

對(duì)于海洋核動(dòng)力平臺(tái)，承載能力曲線下方的區(qū)域?qū)儆诎踩母”r。分析圖12 和圖13可知，浮冰冰厚變化對(duì)平臺(tái)承載能力影響較小，浮冰冰速對(duì)平臺(tái)承載能力影響較大。這是因?yàn)楦”庠谂c平臺(tái)碰撞的過程中接觸面積很小，所以冰厚變化造成的影響遠(yuǎn)不如冰速造成的影響。

同時(shí)，由圖12 和圖13 還可以看到，平臺(tái)舯部的結(jié)構(gòu)承載能力要大于艏部和艉部，這是由平臺(tái)不同位置處的結(jié)構(gòu)差異所造成的。選取冰厚0.55 m、尺寸14 m×14 m 的浮冰以35 cm/s 的速度分別撞擊平臺(tái)艏部、舯部和艉部，平臺(tái)不同部位的應(yīng)力云圖如圖14 所示。

分析圖14 可以得到，平臺(tái)在遭受浮冰撞擊時(shí)，相比舯部，其艏部和艉部的應(yīng)力較大。常規(guī)船型是艏部結(jié)構(gòu)強(qiáng)于舯部和艉部。本文平臺(tái)是在常規(guī)船型的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的。由于平臺(tái)舯部為核反應(yīng)堆，為提高安全性，需對(duì)該區(qū)域進(jìn)行加強(qiáng)，因而選取為雙層結(jié)構(gòu)，但艏、艉區(qū)域?yàn)閱螌咏Y(jié)構(gòu)；舯部的外板和肋板尺寸均遠(yuǎn)大于艏、艉部結(jié)構(gòu)尺寸。基于上述原因，導(dǎo)致艏部和艉部的承載能力低于舯部。要想提高艏部和艉部的承載能力，可將其結(jié)構(gòu)方式選取為雙層結(jié)構(gòu)或是增加外板板厚以及型材的尺寸。

6 結(jié) 語

圖 14 平臺(tái)不同部位的應(yīng)力云圖Fig. 14 Stress contours at different parts of the platform

本文針對(duì)渤海這一特定海域中平臺(tái)在冬季嚴(yán)寒天氣下的作業(yè)安全，根據(jù)海冰的力學(xué)性質(zhì)，應(yīng)用有限元對(duì)鋼板擠壓冰錐的過程進(jìn)行數(shù)值模擬，并將數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證結(jié)果顯示數(shù)值模擬方法可以用于模擬海冰的破壞情況。在模擬浮冰與核動(dòng)力平臺(tái)的碰撞擠壓過程中發(fā)現(xiàn)，只有接觸區(qū)域的平臺(tái)結(jié)構(gòu)承受了載荷，該碰撞過程只會(huì)影響平臺(tái)的局部強(qiáng)度；平臺(tái)碰撞區(qū)域內(nèi)的骨材強(qiáng)度相比板材對(duì)該碰撞區(qū)域承載能力的影響更為明顯，這些對(duì)后續(xù)核動(dòng)力平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化工作具有一定的指導(dǎo)意義。同時(shí)參考承載能力曲線圖，核動(dòng)力平臺(tái)作業(yè)人員可以監(jiān)測(cè)浮冰尺寸和浮冰的流動(dòng)速度，明確目標(biāo)浮冰是否會(huì)對(duì)船體造成損壞，從而及時(shí)做出準(zhǔn)確的判斷并提高作業(yè)安全和工作效率。