基于SPH方法的耙吸挖泥船艏喷过程数值仿真

艏喷是耙吸挖泥船作业的典型方式，泥浆混合物喷射轨迹和距离的分析一直是研究的热点。本文基于光滑粒子动力学（SPH）方法，在ABAQUS中建立典型耙吸挖泥船喷嘴管段模型,模拟泥浆喷射过程，并获得泥浆喷射轨迹及出口速度、泥浆散落面积等关键参数。经过与理论分析公式比较，粒子法数值模拟可以更好的描述喷射动态过程以及对管道的作用力，研究结果可以为耙吸挖泥船施工以及设计提供参考。     

耙吸挖泥船艏喷喷嘴结构设计优化方法

文章针对耙吸挖泥船艏喷喷嘴，以喷嘴出口半径、延伸段长度、喷嘴特征长度、艏喷管径为母型参数，计算不同喷嘴特征参数下的喷射特性，并构建出口喷射速度、喷嘴应力及散落度参数化函数，采用熵权法进行参数权重分析，形成一套耙吸挖泥船艏喷喷嘴结构设计优化方法。本文的研究成果对耙吸挖泥船艏喷喷嘴喷射特性的研究，以及完善耙吸挖泥船艏喷喷嘴的结构设计具有重要意义。     

基于RBF-ARX模型的耙吸挖泥船泥浆管道输送模型预测控制*

针对耙吸挖泥船挖泥装舱过程中管道内泥浆输送流速过低导致管道堵塞影响疏浚效率、造成安全风险等问题,进行泥浆管道输送模型预测控制研究。提出一种基于RBF-ARX模型的预测控制方法,通过改变泥泵转速控制耙吸挖泥船输送管道中泥浆的流速。建立基于RBF-ARX模型的泥浆管道输送模型,设计基于RBF-ARX模型的预测控制器,并对泥浆输送过程进行仿真。结果表明,设计的模型预测控制器与PID控制器相比,该控制方法具有较好的动态控制效果与较强的鲁棒性。     

耙吸式挖泥船的泥舱晃荡载荷及其效应分析

耙吸挖泥船具有泥舱长且宽、泥浆密度大等特点,存在泥浆晃荡现象。文章参照BV规范,对17 000 m3耙吸挖泥船的晃荡载荷特性以及晃荡工况与常规工况下泥舱结构的应力进行分析和对比,发现在特定情况下泥浆晃荡将使主甲板及横舱壁的最大应力增大200%左右,并使内壳及强框架等的应力增大15%~50%,从而对船体结构产生较大影响。     

耙吸船吸泥管作业过程的CFD仿真分析

耙吸挖泥船耙头吸口距海床表面高度和抽吸强度在保证开挖工程精度和在吸泥过程中不破坏海床结构中有很大的影响。利用流体-结构动态耦合数值模拟的方法,以"广州号"耙吸挖泥船为母船,仿真计算挖泥船吸泥工作过程耙头离地高度及流量变化对海床结构中土层的应力影响,以此来指导挖泥船的操作。计算结果将为确定耙吸挖泥船吸泥管工作工况提供依据。     

耙吸式挖泥船泥浆与管道输送的建模与仿真

建立耙吸式挖泥船泥浆与管道输送的数学模型,在MATLAB/SIMULINK下建立相应的仿真模型.实例仿真结果表示,根据不同情况,通过控制泥泵的转速以控制泥浆在管道串的流速,可以提高其工作效率.     

疏浚管系作业全自动控制系统

针对耙吸挖泥船提高施工效率、减少人工成本和燃油消耗问题,进行疏浚管系作业全自动控制系统的研究。在挖泥船疏浚作业时,由于环境和操作流程复杂,传统的半自动疏浚集成控制系统,在多人操作时,会出现泥浆堵住疏浚管路的问题。设计了疏浚管系闸阀控制器(ADSS)、低浓度排放控制器(ALMO)、自动泥门控制器(ABMC)和高压冲水泵控制器(AJC),来实现疏浚挖泥管系全自动控制系统,提高泥浆流速、降低泥浆浓度,防止泥浆堵管,同时减少人工成本,降低燃油消耗,使耙吸挖泥船挖泥施工效率得到很大的提高。     

耙吸式挖泥船疏浚作业三维显示系统

阐述了以VC++6.0为平台,利用3DS Max工具建立耙吸式挖泥船的模型并结合OpenGL图形库开发了耙吸式挖泥船疏浚作业三维显示系统.通过对耙吸式挖泥船疏浚过程的分析,描述了各个疏浚设备运动模型之间的关系,建立了耙管旋转的向量模型,从而模拟出耙吸式挖泥船疏浚作业的过程.实船运用表明,该系统在实际工程中具有应用价值.     

耙吸挖泥船在我国的发展及大型化展望

通过对我国耙吸挖泥船发展状况的描述，以及国内外疏浚市场对大型耙吸挖泥船需求的分析，从设计、建造、设备配套等主要方面论述了我国自行研制大型耙吸挖泥船的现实可能性。     

16 888 m3耙吸挖泥船设计简介

介绍了近二三十年来国内外大型耙吸挖泥船的发展简况,重点介绍目前国内正在设计的我国最大的耙吸挖泥船——16888 m3耙吸挖泥船的设计特点,以及该船总体性能和各系统的概要。     

耙吸式挖泥船耙头内部泥沙运动及防淤堵策略分析

针对耙吸式挖泥船进行航道疏浚作业时,吸入的黏土容易在耙头内部堆积造成堵塞,导致疏浚效率下降的问题。通过研究耙头的结构发现,防止杂物进入泥泵的格栅为黏土堵塞的主要位置,对其进行基于双欧拉模型的流体动力学仿真研究,得出不同的工作参数和格栅角度对耙头压力、速度、泥沙浓度的影响。结果表明,耙头内部低速区容易发生泥沙沉积,高压水射流能提高局部流速,促进泥水混合,有利于泥浆的输送,施工过程如遇黏土将格栅前移能有效防止施工过程中的堵耙现象,提高耙吸式挖泥船的工作效率。     

耙吸挖泥船施工效率预测模型研究

耙吸挖泥船挖掘生产率影响因素复杂,根据耙吸挖泥船耙头挖掘过程中破土原理确定施工效果的影响因素。在此基础上,考虑土质分级情况与挖泥船耙头水下环境等因素,建立一个耙吸挖泥船施工效率预测模型,结合实际施工经验设定合理的模型计算参数,为类似项目开展施工效率测算、船舶选择提供了一种计算依据。     

大型耙吸式挖泥船泥舱格栅设计与装舱溢流损失探讨

耙吸式挖泥船的施工效率与溢流损失强度密切相关,减少溢流损失是提高施工效率的重要措施。为了确定减小溢流损失对装舱效率的影响,分析溢流损失的影响因素,并重点研究泥浆流速的影响,得出泥浆流速与溢流损失之间的关系。同时结合大型耙吸式挖泥船新海虎8轮的设备性能和实际施工经验,对常见的装舱系统消能方式进行分析,提出采用泥舱格栅的消能方式。通过理论分析,确定泥舱格栅设计与溢流损失之间的关系,采用此方式能有效减少溢流损失,提高装舱效率。为大型耙吸挖泥船泥舱装载系统设计提供参考。     

基于新海凤轮的艏喷喷头优化设计与产量分析

随着“一带一路”战略的实施，国际化疏浚工程市场进一步发展，吹填工程质量要求进一步提高，针对斯里兰卡科伦坡港口城项目，文章基于“新海凤”轮耙吸挖泥船，采用SPH光滑粒子法，建立艏喷计算模型，对进口端、变径段、过渡段和出口端不同的8种艏喷喷头进行流场特性分析与产量分析。结果表明：通过收缩喷头进口端管径或者增大出口端直径，可有效降低结构中的峰值应力，减缓泥浆粒子对管道的冲击，增强泥浆喷射凝聚度；喷头出口端直径对喷头的流体特性影响较大，适当增加过渡段长度可有效改善喷头喷射效果；出口端直径545mm、进口端直径1000mm、过渡段长度150mm的艏喷喷头，喷射特性较好、综合性能最佳。     

耙吸式挖泥船船长职业能力探讨

耙吸式挖泥船与普通商船在操作管理上有很多共性,但由于耙吸式挖泥船作业方式的特殊性,也有许多的不同之处。通过分析耙吸式挖泥船船长业务的特性,对耙吸式挖泥船船长应具备的职业能力进行探讨。     

现代耙吸式挖泥船性能优化设计研究

本文以耙吸式挖泥船为例,在分析耙吸挖泥船能耗指标的基础上,提出将节能减排理念应用到耙吸挖泥船性能优化设计中,具有积极的现实意义。     

超巨型耙吸挖泥船结构设计

根据收集的目前世界上泥舱舱容30,000m3以上超巨型耙吸挖泥船资料,结合工信部3万立方米级耙吸挖泥船自主研发课题及目标船型38,000m3耙吸挖泥船基本设计,对超巨型耙吸挖泥船的结构设计包括骨架系统、泥舱结构型式、结构钢材等进行比较和选取,并对船体总纵强度、疲劳强度及船体振动分析进行阐述。本文对超巨型耙吸挖泥船结构设计和强度分析可提供参考和设计思路。     

耙吸挖泥船智能化疏浚控制系统

耙吸挖泥船控制系统已实现高度集成,正迅速向智能化方向发展。以参与设计和建造的6500 m³耙吸挖泥船为基础,从系统配置、主要功能等方面对集成控制系统方案进行介绍,并展示其在全自动疏浚控制以及“一人疏浚”方面特点,为今后智能化耙吸挖泥船的设计提供借鉴。     

耙吸挖泥船耙头内流场分析与优化

为了提升泥浆输送效率、避免泥沙淤积,采用CFD手段对耙吸挖泥船耙头的内流场进行分析优化。通过对耙头内泥浆流动特点的分析,确定了CFD分析所用多相流模型、进出口边界等条件。根据内流场分析结果提出按流线对耙头修型的优化方案。与原方案计算对比,优化后的耙头内流场实现降低流动阻力、减少涡流的目的。     

耙吸式挖泥船波浪补偿器控制分析

波浪补偿器是近代耙吸式挖泥船上普遍使用的一种疏浚辅助装置,主要用于张紧耙头吊索,防止船体压耙,控制泥浆浓度和挖糟质量.以18000 m3耙吸式挖泥船项目为例,对开式液压系统波浪补偿器控制的关键要素进行分析,研究成果可为提高波浪补偿器的安全性和有效性提供一定参考.