船塢虹吸灌水廊道水力特性的研究.pdf

1、虹吸廊道灌水系統(tǒng)在我國新建大型及特大型修、造船塢中得到廣泛使用，針對工程實踐中較為關(guān)心的問題，并結(jié)合研究現(xiàn)狀的分析，論文主要使用理論分析、模型試驗和數(shù)值模擬的方法對廊道水力特性進行了研究，相應(yīng)的研究內(nèi)容和結(jié)論可分為以下幾部分：
　?、篷劮遑搲杭昂缥巫顑?yōu)半徑的計算方法：對于工程中關(guān)心的虹吸廊道駝峰負壓問題，在柱坐標下建立虹吸段水流運動方程，推導得出了駝峰斷面流速和壓強的解析表達式，壓強表達式的準確性得到了龍穴1＃修船塢虹吸灌水廊道

2、水力模型試驗的驗證。在壓強表達式的基礎(chǔ)上提出一種新的虹吸段最優(yōu)半徑計算方法，并計算了幾組不同工況下的最優(yōu)半徑，使用數(shù)值模擬得出的此半徑的駝峰壓強分布較已有方法更為均勻，表明離心力得到了合理利用，有利于防止空化的發(fā)生。
　?、坪缥纬蓵r間的模型試驗相似條件和理論模型：通過使用π定理對廊道虹吸形成過程進行量綱分析得出，如在幾何比尺為λ的模型試驗中測得的虹吸形成時間與原型相似，須滿足兩個要求：
　　①模型試驗在壓強為1/λ大氣壓強

3、的減壓環(huán)境進行；
　　②模型真空泵的有效抽速為原型真空泵的1/λ2.5。因此建立了虹吸形成過程的理論模型，解決了在常壓模型試驗下無法測定虹吸形成時間的困難。理論模型的可靠性得到了一簡化實驗的驗證，表明其可用于虹吸形成時間的預測。
　?、呛缥鹊赖乃μ匦詳?shù)值分析及體型優(yōu)化：結(jié)合大連船舶重工修船2＃修船塢雙進口體型虹吸灌水廊道模型試驗，建立了其水力特性的三維數(shù)值計算模型，通過將水位邊界轉(zhuǎn)換為壓力邊界，并在出口邊界上使用VOF方