船塢虹吸灌水廊道水力特性的數(shù)值模擬研究.pdf

1、虹吸廊道灌水是利用虹吸原理向塢室輸水的一種灌水型式，具有結(jié)構(gòu)簡單、斷流迅速和運行管理方便可靠等優(yōu)點。近幾年來在我國船舶工業(yè)迅速發(fā)展的背景下，虹吸廊道灌水系統(tǒng)在新建大型修、造船塢中得到廣泛使用。由于灌水廊道水流條件復(fù)雜，須對其初步設(shè)計進(jìn)行水力模型試驗以驗證駝峰斷面負(fù)壓和灌水時間等水力指標(biāo)是否滿足要求。如果灌水廊道達(dá)不到技術(shù)指標(biāo)，則需要提出改進(jìn)措施后重新加工模型進(jìn)行試驗，但是這樣往往會延誤工期并增加試驗成本。
　　 針對虹吸灌水廊道

2、設(shè)計定型中的困難，本研究在中船龍穴修造船基地1＃修船塢虹吸灌水廊道水力模型試驗的基礎(chǔ)上，使用數(shù)值模擬的方法對灌水廊道的水力特性進(jìn)行了分析。論文首先總結(jié)了船塢灌水系統(tǒng)的主要型式及適用條件，對虹吸廊道灌水系統(tǒng)的主要水力指標(biāo)灌水時間和駝峰斷面負(fù)壓進(jìn)行了理論分析。廊道虹吸形成過程的流體力學(xué)相似分析則表明水力模型試驗測出的虹吸形成時間要比原型值偏短。
　　 本文使用Reynolds平均法和Standard k-ε兩方程模型建立了灌水廊道三

3、維流動的數(shù)學(xué)模型，在非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格中采用有限體積法推導(dǎo)出控制方程的離散代數(shù)方程組，并使用基于非正交同位網(wǎng)格的SIMPLE算法對其進(jìn)行求解。在此基礎(chǔ)上使用數(shù)值模擬方法的計算了中船龍穴1＃塢虹吸灌水廊道的流量系數(shù)，此流量系數(shù)下的灌水流量與模型試驗值的對比分析表明，使用流量系數(shù)計算值估算不同水位下的灌水流量是可行的。論文還對虹吸灌水廊道的流場進(jìn)行數(shù)值模擬研究，不同水位下駝峰斷面的壓強計算值與模型試驗值吻合較好，在已知灌水流量的情況下數(shù)值模擬能夠較