随着极地自然资源的开发与极地运输的兴起,破冰船的研究受到国内外学者的广泛关注,破冰船在冰区中航行的特点及其与海冰的相互作用成为研究的热点。本文通过对破冰船破冰过程的理想化假设,对破冰船的破冰运动过程进行了数值仿真,并研究在此过程中破冰船的运动特点与破冰性能。本文的工作主要包括以下几个方面:1、基于理想化的破冰运动过程假设,详细阐述了破冰船的破冰模式及破冰船不同部位与海冰作用的特点,建立了破冰船六自由度的运动方程;2、详细阐述了破冰船破冰运动过程的数值理论,并建立了破冰运动的数值模型。研究了由不断重复的“接触-挤压-弯曲破坏”单一过程组成的完整破冰过程,确定破冰船与海冰的接触点位置,计算破冰船与海冰间的挤压力,判断海冰是否发生弯曲破坏,求解脱落海冰的形状并更新海冰边界。3、基于破冰船与海冰相互作用的数值理论,使用Fortran语言编写相关程序,对破冰船的破冰运动过程进行数值仿真。研究了直行与回转两种情况下的破冰运动,得出每种情况下破冰船的运动轨迹、海冰边界的破损形状、破冰力的时历曲线等。通过分析所得的数值图象并结合实际情形,验证了数值计算结果的正确性。4、研究了平均挤压压强对于破冰船运动及破冰力的影响;同时分析了破冰船的垂向运动、横向运动及横摇运动对于破冰船破冰性能的影响。