山海关船厂15万吨级修船坞虹吸灌水水力模型试验研究

虹吸管是作为船坞灌水排水的一种新型式，具有结构简单、防冰防沙、断流迅速的优点。与传统闸阀灌水相比，显示了很大的优越性，避免了锈蚀所引起的阀关闭不严及干船坞的漏水问题。极大地改善了船厂工人的工作环境。虹吸式输水管道作为船坞灌排水的一种新型式，已引起各船坞设计和船舶生产单位的广泛关注。本文是针对山海关船厂15万吨级修船坞虹吸灌水方式，进行了水力模型试验研究。研究内容包括：虹吸形成时下游水面上升高度；虹吸形成过程中驼峰水流情况及真空泵抽气流量；驼峰处的流速分布、动水压强分布及空化指数分布；虹吸灌水流道各部分的阻力；单、双侧灌水过程中坞室水流稳定情况；破坏虹吸所需破坏管的管径及其振动、啸叫情况；虹吸灌水的流量、坞室水位及灌水功率过程。研究工作是根据山海关船厂要求，并配合中国船舶总公司上海第九设计院的大坞设计工作进行的，为设计提供了水力最优的方案。山海关船厂15万吨级修船坞于1998年底建成，工程经过5年的运行与实践，证明当时试验研究成果是合乎实际的，所得到的虹吸灌水廊道设计方案是可行的，虹吸灌水方式是成功的。试验研究成果经住了历史的考验。本研究也为我国其他的船坞的虹吸灌水系统设计提供了宝贵的试验研究资料。     

船舶撞击弧形防撞装置模型试验及数值模拟方法研究

文章采用船舶撞击防撞装置模型试验与数值模拟对比分析的方法,验证了拱型桥梁新型弧形防撞装置结构碰撞计算模型的准确性。试验中采集4000t级1:100自航船模撞击防撞装置比例模型的碰撞力、撞击点挠度、弧形两端支反力三者的历程曲线作为数值模拟对比的依据。碰撞计算模型应用了一种新的基于ABAQUS用户子程序模块开发的动浮态计算方法,以及新的基于最小二乘法的混合数值-试验阻尼系数识别方法。通过对比发现,计算结果各参数曲线峰值与模型试验结果相差15%左右,其中碰撞力峰值点误差在10%以内,挠度和支反力峰值点误差在15%以内,对比的误差大小也反映了整个碰撞模型的准确程度,该误差可考虑为结构设计中评价依据或安全系数。     

防泥沙VLCC压载水舱浑水水力模型试验研究

针对一款新型防泥沙VLCC压载舱设计方案开展浑水水力模型试验,重点研究了不同进水含沙粒径、不同含沙量、不同进水流量和不同进水模式对其沉沙效能的影响。经验证,该设计方案具有一定的防泥沙效能,且沉沙率受进水含沙的粒径级配影响较大,而受一定范围内含沙量的影响相对较小,较低的进水流量和间歇式进水模式有助于提高沉沙效能。     

江海通航顶推船铰接装置的波浪载荷模型试验研究

在不规则波中对某5000吨级的江海通航顶推船进行了两销式铰接装置的载荷模型试验.模型试验数据的无因次分析表明,在浪向角60°情况下铰接装置受力比其它浪向角时都要大,并且铰接装置受到的水平弯曲力比垂向弯曲力、轴向力大得多.推导了服从Weibull概率分布变量的短期概率极值预报公式.针对试验数据,进行了实船12小时短期概率极值预报,结果表明,在设计波高4.2m时,超越概率1%时的最大弯曲力相当于该顶推船推轮的排水量.本次试验及其数据预报的极值可供设计同类型铰接装置的江海通航顶推船时参考使用.     

某枢纽船闸输水系统水力学模型试验

某枢纽船闸为所处河段通航工程的主要控制性工程,船闸工程的修建将对河道渠化起到重要作用。其闸室规模大、工作水头高、输水能量高,解决输水过程水力学问题是船闸设计的关键环节。为使输水过程船舶与船闸自身安全满足相关要求,通过比尺为1:30的物理模型试验,对船闸输水过程水力特性、船舶停泊条件及引航道水流条件开展研究。结果表明：在推荐的输水系统布置和阀门开启方式下,各项水力指标均能满足规范和设计要求。     

水力式升船机塔楼结构分析

塔楼结构是升船机的主体建筑物,针对景洪水电站水力式升船机塔楼的受力特点,采用数值计算方法及模型试验方法对水力式升船机塔楼结构进行深入研究。结果表明:数值计算结果和模型试验结果基本一致。通过施工完建后的相关监测结果对该设计进行论证,可为同类水力式升船机的塔楼设计提供借鉴。     

基于CFD的喷水推进器流道与喷口优化

为提高喷水推进器的水动力性能,对喷水推进器的流道与喷口进行了基于数值计算的优化研究.对一台喷水推进泵模型进行了敞水性能数值计算,验证了数值计算方法的准确性和有效性.对喷水推进器流道以及喷口进行参数化的几何重构和优化计算,考察流道与喷口参数对推进性能的影响.研究结果表明:在设计航速下,优化后的喷水推进器的转矩基本没变,推...     

浮动电站核动力装置堆舱瞬态热工水力特性

为合理验证并提高堆舱系统的安全性,本文采用RELAP5和MELCOR程序联合建立了浮动电站反应堆、主系统和堆舱的热工水力分析模型(包含关键的控制信号),可模拟从事故始发直至堆舱响应趋于稳定的瞬态全过程。计算结果表明,研究对象的堆舱系统满足事故下的热工设计要求,且容量配置具有一定的安全裕量。在此基础上,对给水系统隔离、堆舱自由容积、非能动热阱和堆舱喷淋系统等重要影响因素开展敏感性分析。结果表明,控制策略、堆舱安全系统的容量配置能够直接影响事故缓解措施的优劣和安全裕量,通过优化堆舱自由容积和舱内安全系统容量分配比,可进一步提高核动力装置的可靠性和总体安全性。上述结论对于堆舱的设计改进具有一定的工程指导意义。     

吹填施工中管道水力输送原理分析

吹填施工涉及到管道水力输送理论知识,包括泵机、泥泵、管道组成的联合系统,各子系统相互关联、相对复杂。疏浚管理人员理解难度较大,并对水力输送过程中出现的问题分析不准确。本文针对上述问题,采用能量守恒分析法,对管道水力输送原理进行解析、推导经验公式以及实例分析。可以加深疏浚管理人员对原理及公式的理解,更准确地预测吹填产能,分析解决施工中的技术问题,实现精细化管理以及规避相关风险。     

蜀山泵站枢纽船闸输水系统水力学模型试验

蜀山泵站枢纽船闸对引江济淮工程航运至关重要,是连通长江与淮河,确保引江济淮航运干线畅通的控制性工程,其闸室规模大、工作水头高、输水能量高,输水过程水力学问题是船闸设计的关键环节。结合工程地质和结构设计,船闸拟采用形式最为简单的闸墙长廊道侧支孔输水系统,输水过程船舶与船闸自身安全能否满足相关要求需要开展细致研究。通过比尺为1∶25的物理模型试验,对其输水过程船舶停泊条件、水力特性及引航道水流条件开展研究。结果表明:在推荐的输水系统布置和阀门开启方式下,各项水力指标均能满足规范和设计要求。     

客船附体节能装置研究及推广应用

本文主要介绍了武汉长江轮船公司在实船上推广应用船舶附体节能装置后，其节能效果显著，取得了明显的经济效益。     

并列双线船闸单侧闸墙长廊道输水系统布置及水力学模型试验研究

长洲三线四线船闸为目前国内规模最大的单级船闸。针对其并列布置方案,提出单侧闸墙主廊道闸底横支廊道的输水系统形式。通过水力计算分析及1∶32的水工模型试验研究,提出输水系统的具体布置,确定船闸不同运行方式下的阀门开启方式,得到输水过程的相关水力特性,解决了单侧闸墙廊道布置下闸室水流分布不均的问题。研究表明:提出的输水系统布置是合理可行的,各水力特征值均满足规范和设计要求,且输水系统布置于两线船闸之间,便于管理,减小了工程量,并可减少船闸耗水量。研究成果可为巨型船闸设计及船闸节水研究提供借鉴。     

考虑通风条件影响的横贯浸水装置模型试验研究

SOLAS2020生效后,横贯浸水装置在邮轮设计中的重要性进一步提升,其中因通风条件改变引起的空气压缩对横贯浸水过程影响较大。论文通过横贯浸水装置模型试验得到其平衡进水过程,探究空气压缩对横贯浸水装置的影响,并对横贯浸水过程开展不同湍流模型的数值计算。研究表明,横贯浸水装置可明显改善舱室破损进水时的大横倾角,合理设置横贯浸水装置中不同舱室的通风条件可有效减小破损进水时的大横倾角;在常见的湍流模型中,realizablek-ε模型更适用于进行横贯浸水过程的数值仿真分析。研究成果可为大型邮轮横贯浸水装置的设计提供参考。     

自主潜器侧推装置特性

对自主潜器进行侧向导管推力器的模型试验，目的是为了更好地了解前进中侧推装置的物理特性。结果表明推力器推力和力矩会随着潜器航速明显减小，并得出了影响推力和力矩减少的原因。     

柳江红花二线船闸输水系统布置与水力学模型试验研究

红花二线船闸是广西西江黄金水道首批重点建设项目,是提升柳江及西江通航能力、实现西江亿吨黄金水道的重要工程,其闸室规模与三峡船闸一致、工作水头近20 m、输水能量巨大。结合工程特点,选择了闸底长廊道侧支孔输水系统,设计了输水系统具体布置,并提出采用汇合廊道改善单边阀门运行输水流态的措施。通过比尺为1∶30的物理模型试验,对不同阀门运行工况下输水系统水力特性、闸室船舶停泊条件、进出水口水流条件等开展研究,推荐了使水力指标满足规范和设计要求的阀门开启方式。