典型机舱1301灭火系统管网流速及浓度分布仿真计算

通过数值仿真方法,采用Realizable k-ε湍流模型,建立典型船舶机舱几何和网格模型,对管网内流速进行计算并与设计流速机型对比,研究不同充装压力条件下灭火剂的分布密度。结果表明,相同贮存压力下,充装密度越大,管道压力对应的灭火剂密度越大;相同充装密度下,贮存压力越大,管道压力对应的灭火剂密度越小。     

水平弯管内浆体输送特性的数值模拟

为获得复杂地理条件下管道中固液浆体输送的流动特性及局部阻力损失特性,采用CFD方法建立数值模型,对直管、90°弯管、180°弯管、S形弯管内固液两相流动进行模拟,并将计算结果与文献中实验数据进行对比。结果表明,数值模型得到的计算值与实验值有良好的一致性,在弯管入口处高流速区域靠近管道内侧,沿着流动方向逐渐向管道外侧偏移,对于同一工况,管道局部阻力系数大小依次为180°弯管、S形弯管、90°弯管,且局部阻力系数随流速减小或浆体浓度增加而变大。     

疏浚管路阻力损失计算方法的分析

管道输沙阻力损失计算是江河湖泊、港口航道疏浚工程中的一个基本问题,它是设计管道浆体输送系统的重要参数,直接关系到动力设备的选型和运行的能耗.文章重点以疏浚工程中泥沙的输送为研究对象,对管内两相流动的阻力特性及临界流速问题进行了初步研究,并实验研究了泥沙在不同的浓度和速度下的阻力特性,对3种模型的阻力损失计算模型进行了检验、分析和评价.结果表明Jufin＆Lopatin是一个比较好的计算模型.对于颗粒的不均匀性的影响,科学的方法能提高计算模型的计算精度.     

大型疏浚泥泵固液两相流场特性的数值模拟分析

基于欧拉双流体模型对绞吸挖泥船大型泥泵进行固液两相流的非定常数值模拟计算，通过对比分析颗粒粒径、颗粒浓度、颗粒密度对两相流线、固相颗粒浓度分布等流场特性的影响，为提高疏浚泥泵的优化设计提供指导。模拟结果表明，颗粒物理特性对液相流线分布的影响较小，随着颗粒粒径增大，液相对固相的带动作用减弱；随着颗粒密度的增大，液相对固相的带动作用未减弱；随着颗粒浓度增大，液相对固相的带动作用增强；随着粒径和密度增大，颗粒分布不均性加强；随着颗粒浓度的增大，颗粒浓度分布均匀性加强，靠近叶片壁面浓度明显增大。对比了两种泥泵流道的颗粒浓度分布，通过叶轮流道的优化设计，可以减少颗粒在流道表面的集聚，降低泥泵磨损。     

长直管道输砂的沿程临界流速*

近年来，河湖水库的环保疏浚、港口航道建设与维护性疏浚工程越来越多，管道输送是疏浚泥沙搬运的主要方式，输送距离也越来越长。管道输送中流速沿程的再分布情况和临界流速尚待进一步研究。基于古雷镇填沙工程清水工况及输沙工况分层取样浓度实测数据对模型进行率定。在此基础上对长直管道输送砂类泥沙颗粒进行三维水动力及砂的运动模拟，分析了直管道沿程的剖面流速再分布特征和泥沙淤积临界流速规律，提出长管中不同断面位置发生泥沙淤积的临界流速公式，为疏浚工程设计提供参考依据。     

吹填工程泄水口土颗粒流失控制相关性计算

吹填造陆工程中存在混合土质，本文针对淤泥在地基处理时沉降大的问题，对吹填土临界粒径的土颗粒沉降速度、流径、泄水口之间的关系进行研究，采用斯托克斯定律得出临界颗粒值的理论沉降速度。将流径、泄水口流速与颗粒沉降速度相结合，设置排出临界粒径土颗粒的泄水口宽度。以薄壁堰为例，其他堰体可采用相应的流量公式进行计算。通过对临界条件的分析和计算，处理吹填施工和地基处理之间的矛盾，寻求流失量控制的合理薄壁堰参数，为实际工程应用提供参考。     

泥沙干容重的预测计算

从浑水容重与浆体浓度的理论关系式出发,基于微量变化原理,将其应用于床面含泥浓度较高的情况,并进一步将浑水容重与泥沙干容重以及河底当量浓度与浆体极限浓度等联系起来,获得了包含有泥沙粒径、级配等因素在内的非均匀沙干容重计算公式。验证计算表明,计算结果与实测资料基本一致。     

砂性土粒径与水力式疏浚施工输送产量的关系

砂性土输送生产率计算需要较为复杂的过程,其涉及泥泵特性、管路布设信息、驱动功率、天然土密度、沉降流速等数据,且往往其中部分量难以准确获取。为此,专门针对砂性土粒径对输送的影响进行研究,依据浆体管路输送原理,对疏浚施工水力式挖泥船砂性土输送生产率限制条件进行分析,得到简化的砂性土生产率计算方法,在已知某种砂性土粒径的情况下,可直接求出输送生产率,而不必经过泥泵特性曲线、管路曲线求取等复杂过程,该方法可为疏浚工程生产预测提供参考。     

长江口航道黏性原状土冲刷特性试验

通过封闭有压矩形管槽的物理模型试验,对长江口航道底质淤泥质粉沙原状土进行冲刷试验,分析原状土的起动和冲刷特性,以及土样深度对土样冲刷效应的影响。结果表明,冲刷前后的泥沙沉积密度相当,冲刷后的土样含沙量较小,沉积密度略小于冲刷前。土样的临界起动切应力随着临界起动流速增大而增大,两者满足指数关系且函数拟合性较好。随着土样深度的增加,土样的冲刷率和冲刷系数均减小,这表明位于长江口航道的底质泥沙随着深度呈现不均匀的分布特征,深度越大的泥沙抗冲刷能力越强,深度越浅的泥沙颗粒组成越不稳定,容易被水流扰动冲刷。     

粗、砾砂水力输送特性试验

粗、砾砂水力输送具有其特点，现有的水力计算模型用于计算该类土质的水力损失和临界流速的适用性有待进一步检验。针对马来西亚新山碧桂园吹填工程中输送阻力大、堵管风险大的问题，采用大比尺、两相流动输送试验平台开展水力输送特性试验，测试不同流速、浓度情况下的水力损失，并采用高速摄影的手段观测砂土在管道内的移动形态。通过对试验数据的统计、拟合分析，研究水力输送阻力、临界流速、平均滑移率特性，提出一种用于计算该类土质的水力阻力、临界流速计算模型，并将得到的计算模型应用于实际工程中。