船舶在碎冰区航行时,冰块运动姿态受船体影响发生改变对船舶周围流场产生扰动,其流场特性与常规水域不同。在计算碎冰区船舶所受水动力和力矩时需额外考虑冰水耦合所带来的影响。本文主要目的是通过使用CFD软件STAR-CCM+中DEM颗粒模拟碎冰粒子,开启DEM模块下双向耦合模式通过动量、能量交换达到冰块与水耦合作用。忽略自由液面影响,对碎冰区某型船舶进行PMM运动（斜航、横荡）模拟,求解出冰水耦合下的部分水动力导数,同时建立碎冰区操纵预报模型,通过计算机语言基于MMG思想编写船舶三自由度操纵预报程序,进行碎冰区船舶操纵性预报。为今后碎冰区考虑冰水耦合影响下船舶操纵性能预报提供一定的研究思路以及技术手段。本文首先从CFD-DEM中不可压缩流体的控制方程、DEM粒子间相互作用的控制方程以及SSTwk-模型详细介绍了船冰水耦合方法,归纳总结了三种DEM碎冰粒子接触理论、碎冰区冰阻力经验公式以及开阔水域工况下几种船舶水动力导数求取模型。通过具有本文数值模拟相同网格以及DEM设置的,76000DWT散货船碎冰区航行数值模拟的静水阻力以及艏艉碎冰运动姿态,与76000DWT散货船碎冰区航行试验作对比,验证网格设置以及计算方法的准确性;同时将碎冰区某型破冰船直航阻力计算值与基于Mellor以及DUBROVIN公式的估算值做误差对比分析,再次验证网格以及计算方法具有合理性。随后,进行开阔水域以及碎冰工况下某型破冰船斜航、横荡运动数值模拟,分别计算出不同工况下开阔水域以及考虑冰水耦合后的船舶所受的侧向力以及转艏力矩,进而无因此化求出某型破冰船敞水以及耦合后的水动力导数,完善裸船体水动力的计算模型。最后,以自编程形式实现在耦合后水动力导数波动区间中随机选取水动力导数值,应用到相应水动力计算模型中,体现冰块对水流的干扰具有随机性。忽略风浪流影响,建立基于MMG思想的船舶三自由度操纵运动方程,并采用四阶龙格库塔方法进行求解。分别对某型破冰船开阔水域以及30%碎冰密集度下进行直航、全回转数值仿真。并将仿真结果与参考文献进行对比,验证了本文给出的碎冰区船舶操纵运动预报方法具有良好的适用性。