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。     

船坞虹吸灌水廊道驼峰断面负压特性的试验研究

在船坞灌水虹吸管的水力学试验的基础上,研究了虹吸廊道驼峰断面上的负压特性及其压强分布,驼峰断面上的负压未超出规范所允许的范围.试验结果表明,虹吸灌水廊道原型设计合理.     

引江济淮五老堰跌水工程汇流口通航水流条件及改善措施*

基于VOF法的RNG k-ε双方程紊流数学模型,对引江济淮工程五老堰跌水工程水力特性及下游通航水流流态进行三维数值模拟,研究汇流口通航区域横向流速及流态特征,分析原设计方案汇流口通航水流条件不满足规范要求的原因,并通过跌水工程后退、减小汇流角度和优化翼墙与干渠连接弧度等措施对原设计方案进行调整优化。结果表明,优化后的工程方案汇流口区域横向流速与回流流速均满足设计要求,5和20 a一遇通航工况最大回流流速分别为0.10和0.16 m/s,最大横向流速分别为0.13和0.27 m/s,可作为推荐方案。     

基于数值模拟的船坞虹吸灌水廊道流量系数计算

港口与航道虹吸灌水廊道广泛应用在近年来新建的修造船坞中,流量系数是评价其性能的重要水力指标。结合某修船坞虹吸灌水廊道水力模型试验,建立了基于数值模拟的流量系数计算模型,求解单廊道和双廊道两种不同体型虹吸灌水廊道的流量系数。将计算得到的灌水流量值与模型试验值对比分析,验证了流量系数数值求解方法的可行性,它可为灌水廊道体型的优化和改进提供重要依据。     

辽渔船坞灌水系统设计探讨

针对辽渔船厂2万吨级修船坞灌水方式,根据坞墩整体稳定性的要求,拟采用提高灌水阀门安装高度、在阀后增加弯管的灌水方案.通过进行相关水力试验和计算论证,表明了加弯管的设计方案可行,并确定了船坞灌水系统主要工艺参数.     

引江济淮跌水工程汇流口通航条件三维数值模拟*

基于VOF法的RNG k-ε双方程紊流数学模型,对引江济淮工程韩桥跌水工程水流压强特性及下游通航水流流态进行三维数值模拟,对消能效果进行分析评价,并根据原布置方案的流速分布情况以及水流特性,对方案进行调整优化。结果表明：韩桥跌水工程原布置方案,在支流20 a一遇和5 a一遇流量通航工况条件下,汇流口横向流速值均不符合规划值要求,最大横向流速0.46和0.35 m/s;优化后的工程方案消能效果良好,汇流口区域横向流速与回流流速均满足设计要求,5 a一遇不利通航工况和20 a一遇设计通航工况最大横向流速分别为0.13和0.25 m/s,可作为推荐方案。     

白杨河水库溢洪道急流收缩段优化模型试验研究

白杨河水库溢洪道模型试验,结果表明原设计方案溢流堰泄流能力不满足设计要求,在急流收缩段形成了严重的冲击波,水流折冲形成水翅超出边墙,收缩段边墙高度不满足安全泄流要求。通过系列试验对设计方案进行修改优化,提出了增加WES堰泄流净宽度和收缩段长度,同时在收缩段设置一小于溢洪道底板坡度的正坡对称多边形孔板消除急流收缩段冲击波的优化方案。优化方案的试验结果表明,溢洪道泄流能力满足泄流要求,急流收缩段内泄洪流态明显改善,折冲水流产生的水翅消除,收缩段水深低于各段泄槽边墙高度,满足安全泄流要求。     

瓦村枢纽下游引航道通航水流条件试验研究

为保证船闸口门区有利于通航的良好水流条件,采用整体定床物理模型对瓦村枢纽船闸下引航道及口门区通航水流条件进行研究。试验结果表明:受电站下泄尾水扩散及尾水渠出口右岸边坡挑流的影响,下引航道口门区水流流态较差,纵横向流速明显超标,不满足船舶安全航行要求。探讨了延长导航墙长度、扩挖尾水出口右岸边坡、增设隔流墩等措施对水流条件的影响,经模型方案比选及优化,确定了下引航道布置推荐方案,较好地解决了口门区横流较大的问题,使下引航道及口门区的水流条件满足船舶安全通航要求。     

船闸泄水的非恒定流特性及通航安全措施

闸室泄水将导致引航道内生成复杂的水流流态,给船舶停靠及航行造成安全隐患。通过1∶40正态物理模型,研究船闸泄水过程及泄水结束后,引航道内泄水波运动特征、水面比降、流速分布、回流强度等。结果显示:在引航道设计方案下,上下游水头差7.13 m、阀门开启时间5 min时,人字门处反向水头为0.39 m,系船停泊区纵向流速为0.56 m/s,超过规范要求,会对引航道内船舶、人字门以及引航道护岸产生不利影响。延长泄水阀门开启时间可降低泄流过程中的流量峰值,使得引航道内最大水面比降、最大流速、水面波动幅度有所减小;植物护坡能够有效削减泄水波、船行波能量;空箱结构护岸可以有效降低水流对岸壁的冲击力、削减水波动能,保护航道护岸及人字门;空箱护岸长度越长,水流改善效果越明显。     

厦门港嵩屿港区潮流特性物理模型试验

厦门港嵩屿规划港区位于两股潮汐水流分流、汇流处,水流流态复杂导致规划码头岸线前沿水域存在缓流区和回流区。涨、落潮流态对港区平面布置十分敏感。岸线方案如不能满足两股水流的分流要求,将在码头前沿水域产生大尺度回流区或导致泥沙严重回淤。进行24组物理模型试验,确定嵩屿港区布置方案。现场实测资料表明,物模试验成果能较好地预测嵩屿港区建成后的水流条件。     

简析高压泥浆管安装原则

分析高压泥浆管在安装时影响强度的因素,通过AutoPIPE软件对高压泥浆管进行应力分析,明确安装方案,制定改进方法。     

鱼雷海水管路的流体力学分析

管路系统的辐射噪声在军事上已成为衡量现代鱼雷总体先进程度的重要标志之一。针对鱼雷海水管路脉动压力大、引发辐射噪声显著的特点,本文利用流体力学(CFD)软件进行分析,得出流体速度与管壁压力随入口流量的变化规律,总结了引起脉动压力变化的原因。理论分析和仿真实验结果表明:管路设计中应避免使用弯管,减小压力脉动。     

FPSO船体管路系统压力泄放阀的计算与选型

针对当前FPSO船体管路系统中压力泄放阀的计算与选型都依赖于阀门厂家的实际情况,详细介绍了压力泄放阀的类型及应用范围,并以SBM FPSO船体管路系统为例,采用API计算方法进行计算和选型。计算方法优化了超压模式及阀门流通面积的选择,从而保证了压力泄放阀的正确选型和FPSO船体管路系统的安全性。     

基于CAD2AME的飞机液压系统流阻计算方法

飞机液压系统包含泵源系统、管路系统、附件和用户系统,飞机管路系统是飞机泵源和用户之间的纽带,液压管路流阻特性决定了用户系统入口的压力和流量,影响用户动静态响应性能,特别是对一些伺服作动系统。传统流阻特性计算方法主要针对稳态工况计算,难以实现动态响应计算,且对工作人员要求高、计算工作量大。随着全三维设计应用于飞机液压管路系统设计制造,为基于计算机的流阻特性仿真分析提供了可能。本文介绍和对比了三种计算方法,选取了较优的CAD2AME方法对某飞机局部液压管路系统流阻特性进行仿真分析,证明该方法可快速准确的对飞机液压管路进行分析。     

海洋平台压缩机管系气流脉动分析

在开发海上天然气资源过程中,压缩机管道振动会造成管道结构疲劳破坏、计测仪表失真或损坏等严重的危害,而气流脉动是导致往复式压缩机管系振动的根本原因。对气流脉动产生的原因进行简要分析,并根据转移矩阵法,在得到各管系单元的转移矩阵的基础上,采用MATLAB编程设计压缩机管系气柱固有频率的预报系统,对一段复杂管系的气柱固有频率进行计算,将其与试验值相对比,验证该预报系统的可靠性。采用Bentley PULS XM软件对某海洋平台的部分压缩机管道系统进行压力脉动计算,并将计算结果与规范要求相比较,对其管道系统的不合理的部分进行优化。     

港口石化码头清管工艺技术及应用

石化仓储企业利用港口码头中转的物料品种日益增多,为增加输送管线的灵活性,需采用清管扫线的方式对工艺管线进行清空作业。介绍了目前常用的清管作业方式,并结合工程实例对清管过程中气体介质的压力和流量计算模型进行分析,其计算结果可作为空分设备选型的依据。     

高密度中低速全垫升气垫船越峰问题的探讨与实践

1吨级试验艇属于高密度中低速气垫船,其与气垫密度成平方关系的阻力峰值较大而设计推力相对较小,经采取措施解决了越峰困难问题。原阻力计算方法在阻力峰值处的计算结果不够精确是原因之一,故根据移动压力面兴波理论编制了直接计算兴波阻力的程序,使计算越峰所需推力更接近试验结果。理论计算与工程实践表明,在设计高密度中低速气垫船时需特别关注越峰性能校核,建议第一阻力峰处设计越峰裕度在原计算方法基础上应修正至不小于30%为宜。     

大型豪华邮轮压载系统管路仿真分析

以某大型豪华邮轮的压载系统为研究对象,基于CFD方法,利用Flowmaster建立一维管路模型,采用理论公式计算对比软件建模仿真的方法验证压载泵特性参数的准确性,同时在考虑阀门开度和压载舱相对高度等特殊节点参数选择的基础上分析邮轮压载系统压排水时的水力特性规律。仿真结果表明,采用CFD方法仿真分析邮轮压载系统管路布置是合理准确的,规定时间内系统的压排水量以及节点支路流量的变化规律能满足压载系统的布置要求。     

拖网渔船液压系统的优化设计

液压系统的优化设计有利于提高其传递效率.文章以优化设计方法为基础对液压系统管路进行了优化设计,优化对象为液压管路的重量.以管径、壁厚、管长为变量,考虑了布局空间、管道流量和管道压力等约束条件,对液压系统管路重量进行了优化.优化结果可用于指导液压系统的管路安装.