船舶雙螺旋槳射流流場(chǎng)特性研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，船舶的引擎功率逐步提升，船舶趨于大型化、航行趨于快速化。在取得較高運(yùn)輸效益的同時(shí)，船舶在航行過(guò)程中對(duì)河道水流的擾動(dòng)作用相對(duì)更加明顯。有關(guān)部門及公眾關(guān)注螺旋槳運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)水體產(chǎn)生的擾動(dòng)，該種擾動(dòng)是否會(huì)使河床表面泥沙的穩(wěn)定性遭到破壞，導(dǎo)致底泥上吸附的污染物對(duì)水體產(chǎn)生二次污染。研究螺旋槳尾流流速分布規(guī)律，及其射流擾動(dòng)的影響范圍是回應(yīng)這種關(guān)注的前提和基礎(chǔ)。為此，在水槽中進(jìn)行船模順?biāo)髑闆r下螺旋槳射流影響范圍的試驗(yàn)研究，試驗(yàn)

2、采用PIV圖像粒子測(cè)速技術(shù)，測(cè)量水流流速、水深、靜水航速對(duì)船舶航行及停泊（船舶不動(dòng)，螺旋槳仍轉(zhuǎn)動(dòng)）狀態(tài)尾流縱斷面及水平剖面射流流場(chǎng)的影響。通過(guò)數(shù)據(jù)分析，得出以下主要結(jié)論:
　　(1)從縱斷面測(cè)量流場(chǎng)的結(jié)果來(lái)看:船舶停泊狀況下，隨著水流流速的增大，射流沿軸向和豎直方向發(fā)展的距離逐漸減小;螺旋槳射流的豎向影響深度在不同來(lái)流流速下均大于船舶航行狀態(tài)下的值;當(dāng)船舶以靜水航速為1.67倍斷面平均流速準(zhǔn)備起航時(shí)，豎向影響深度最大，其值為2.5

3、6倍槳徑，隨船舶航速的增大，豎向影響深度逐漸減小，到靜水航速Vjh與斷面平均流速U的比值為0.5時(shí)，豎向影響深度最小為0.87倍槳徑，后隨Vjh/U的增大，豎向影響深度逐漸增大。船舶航行狀態(tài)下隨著靜水航速的增加，射流沿軸向發(fā)展距離逐步增大，較船舶停泊狀況下的軸向發(fā)展距離增長(zhǎng)速率大;射流的豎向影響深度緩慢增長(zhǎng)。
　　(2)從水平剖面測(cè)量流場(chǎng)來(lái)看:船舶停泊狀況下低流速時(shí)射流擾動(dòng)的橫向影響寬度大于10倍槳徑，流速增大33％，擾動(dòng)的橫向影

4、響寬度減小為8.12倍槳徑。船舶航行狀態(tài)下與船舶停泊狀況下出現(xiàn)相似的變化規(guī)律，但船舶停泊狀況下的橫向影響寬度均大于船舶航行狀態(tài)下。當(dāng)船舶以靜水航速為1.67倍斷面平均流速準(zhǔn)備起航時(shí)，橫向影響寬度最大，其值為9倍槳徑，隨船舶航速的增大，橫向影響寬度逐漸減小，到靜水航速Vjh與斷面平均流速U的比值為0.5，橫向影響寬度達(dá)到最小為4.87倍槳徑，后隨靜水航速的增大，橫向影響寬度逐漸增大。
　　(3)當(dāng)船舶停泊狀況下靜水航速、水深和流速保