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(guó)新建大型及特大型修、造船塢中得到廣泛使用，針對(duì)工程實(shí)踐中較為關(guān)心的問(wèn)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(yàn)和數(shù)值模擬的方法對(duì)廊道水力特性進(jìn)行了研究，相應(yīng)的研究?jī)?nèi)容和結(jié)論可分為以下幾部分：
　　⑴駝峰負(fù)壓及虹吸段最優(yōu)半徑的計(jì)算方法：對(duì)于工程中關(guān)心的虹吸廊道駝峰負(fù)壓?jiǎn)栴}，在柱坐標(biāo)下建立虹吸段水流運(yùn)動(dòng)方程，推導(dǎo)得出了駝峰斷面流速和壓強(qiáng)的解析表達(dá)式，壓強(qiáng)表達(dá)式的準(zhǔn)確性得到了龍穴1＃修船塢虹吸灌水廊道

2、水力模型試驗(yàn)的驗(yàn)證。在壓強(qiáng)表達(dá)式的基礎(chǔ)上提出一種新的虹吸段最優(yōu)半徑計(jì)算方法，并計(jì)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(qiáng)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(shí)間的模型試驗(yàn)相似條件和理論模型：通過(guò)使用π定理對(duì)廊道虹吸形成過(guò)程進(jìn)行量綱分析得出，如在幾何比尺為λ的模型試驗(yàn)中測(cè)得的虹吸形成時(shí)間與原型相似，須滿足兩個(gè)要求：
　?、倌Ｐ驮囼?yàn)在壓強(qiáng)為1/λ大氣壓強(qiáng)

3、的減壓環(huán)境進(jìn)行；
　?、谀Ｐ驼婵毡玫挠行С樗贋樵驼婵毡玫?/λ2.5。因此建立了虹吸形成過(guò)程的理論模型，解決了在常壓模型試驗(yàn)下無(wú)法測(cè)定虹吸形成時(shí)間的困難。理論模型的可靠性得到了一簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，表明其可用于虹吸形成時(shí)間的預(yù)測(cè)。
　　⑶虹吸廊道的水力特性數(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(jìn)口體型虹吸灌水廊道模型試驗(yàn)，建立了其水力特性的三維數(shù)值計(jì)算模型，通過(guò)將水位邊界轉(zhuǎn)換為壓力邊界，并在出口邊界上使用VOF方