风浪流作用下耙吸式挖泥船运动数值模拟

耙吸式挖泥船是一种在港口与航道等基建工程中广泛采用的施工设备,挖泥船施工作业需解决的重要问题是深水及复杂作业环境下耙吸式挖泥船的挖掘精度控制。因此,为预测耙吸式挖泥船与耙头的运动,并为超深、超宽开挖控制提供依据,在考虑了风、浪、流、船舶操作力、海床反力、波浪补偿器及其滞后等影响因素的情况下,建立了耙吸式挖泥船运动数学模型,用实船测试数据对数值模型进行了检验。通过实例计算,研究了不同水深和不同风、浪、流等环境因素对耙头运动的影响。     

耙吸式挖泥船及耙头耦合运动数值模拟

耙吸式挖泥船是航道与水下沟槽开挖、航道疏浚与水下挖泥等工程中广泛采用的施工设备,深水及复杂作业环境下耙吸式挖泥船的挖掘精度控制是挖泥船施工作业需解决的重要问题.在考虑风、浪、流、船舶操作力、海床反力、波浪补偿器及其滞后等影响因素的情况下,建立了耙吸式挖泥船与耙头耦合运动的数学模型,并用实船测试数据对数值模型进行检验.通过实例计算,研究不同水深和不同风、浪、流等环境因素对耙头运动的影响,为挖泥船—耙头运动的预测及超深、超宽开挖控制提供了依据.     

“粘土耙头改造研究”可行性报告

耙吸式挖泥船是一种装备有耙头挖掘机具和水力吸泥装置的大型自航、装舱式挖泥船。文中阐述了挖泥船耙头主要施工功能与工作原理,并提出了初步设想,根据耙头的型号进行研究改进,从而达到提高挖掘粘土效率的母的。     

大型耙吸船高效挖掘黏土专用耙头的研发

针对大型耙吸挖泥船在挖掘硬质黏土时,遇到耙齿难以入土、堵耙和闷耙等问题,通过对大型耙吸挖泥船的原始耙头模型进行研究,采用为耙头配置特殊高压(最大压力为38 MPa)冲水系统的方法,增加了三道高压冲水辅助装置及设计合适喷嘴,成功开发了高效黏土型耙头,有效解决了耙头堵耙、闷耙等问题,提高了船舶施工效率,为类似问题提供参考。     

自航耙吸挖泥船耙头模型试验研究

为了提高自航耙吸挖泥船耙头疏浚饱和硬质土时的效率,根据模型相似的原理推导了耙头的局部模型试验方法,并通过该方法试验了不同位置高压冲水辅助下的挖掘效果,分析了垂直高压冲水和耙齿内高压冲水在耙齿挖掘中的作用,并根据两种高压冲水的作用机理,提出了沿齿面冲水的辅助挖掘新型式,进一步提高了耙头的挖掘能力和疏浚效率,同时降低了耙头的挖掘阻力.研究了耙齿对地压力、耙头吸腔密封度等因素的影响,并做出了调整和改进.结果表明,改进后的模型耙头疏浚坚硬的黄骅港密实砂质粉土时,泥浆密度换算到原型耙头可达1.19t/m3,相对于国内现有耙头同类土质下的施工密度1.10 t/m3已有大幅提高.     

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。     

一种耙吸挖泥船装舱作业最佳流量的计算方法*

为了进一步提升耙吸挖泥船施工效率、全面发挥耙吸挖泥船产能,以耙吸挖泥船装舱作业过程中的最大产量为优化目标、泥泵汽蚀余量和管路临界流速为约束条件,以施工人员最为熟知和方便控制的流量为优化变量,建立了耙吸挖泥船装舱作业最大产量对应流量（称为最佳流量）的计算模型,旨在面向耙吸挖泥船装舱作业拓展挖泥船施工优化理论和方法。对比分析了模型的优化计算结果和实际施工数据,吻合良好,说明模型计算结果准确可靠。另外,模型计算所需变量容易采集,优化计算结果（控制目标,流量）明确,施工人员对流量的控制操纵熟悉便捷。模型不仅能为施工设计和疏浚作业提供参考,而且易于推广应用。     

平板驳辅助耙吸挖泥船对码头前沿浮泥施工工艺

针对马来西亚关丹新深水港疏浚工程抓斗船及泵吸船施工码头前沿狭窄水域浮泥施工效率低、施工工艺复杂的情况,提出采用平板驳辅助耙吸挖泥船施工工艺,通过将平板驳与耙吸船进行绑靠,使平板驳成为耙吸挖泥船与码头水工建筑物之间的缓冲。实践结果表明,该工艺有效规避了耙吸挖泥船近岸作业可能带来的碰撞风险,使耙吸挖泥船在码头前沿近距离施工成为可能,充分发挥了耙吸挖泥船大泥泵施工的优势,简化了施工工艺,大幅提高此类区域施工效率,可为类似工程提供借鉴。     

提高耙吸船生产效率的几种方法

我国现有自航耙吸挖泥船施工效率相对较低,无法达到使用要求,这对于施工方及运营商都是不利的。本文结合工程实例,分析与研究了提升自航耙吸挖泥船施工效率的措施,主要包括改进耙头、增加泥舱消能装置、增加高压冲水改进泥泵转速等方面,旨在为相关研究和实践提供参考。     

浅谈单、双耙的使用对大型耙吸船粉细砂装舱效率的影响

针对大型耙吸式挖泥船疏浚粉细砂时普遍遇到装舱效率明显降低的情况,通过大型自航耙吸挖泥船在湛江港30万吨级航道改扩建工程中的应用,采取现场调查和数据分析的方法,对单独使用单耙和双耙时自航耙吸挖泥船的粉细砂装舱效率进行了数据分析,发现在相同施工时间下,采用单耙和双耙进行混合施工比单独采用双耙施工,自航耙吸挖泥船对于粉细砂的装载量提高了7%,表明采取单、双耙混合施工能有效的提高粉细砂的v装舱效率。     

耙绞联合施工能力匹配计算分析

耙绞联合施工工艺是一项新兴的疏浚技术,耙吸式挖泥船和绞吸式挖泥船施工能力的合理匹配,在保证施工连续性、发挥耙绞联合施工的最大效率中起到了至关重要的作用。以黄骅港内航道耙绞联合施工为对象,进行耙绞联合施工能力匹配计算分析,并在实际工程中取得了良好的效益。     

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。     

大型耙吸挖泥船艏吹中粗砂造陆施工技术

大型耙吸挖泥船艏吹中粗砂施工对船机设备、临界流速、管线配置等的要求与常规的吹填工艺不同。针对中粗砂的特性,开发专用软件计算确定不同粒径中粗砂的临界流速和最低实用流速;结合泥泵特性和管线摩阻特性,测算典型耙吸挖泥船艏吹中粗砂的最佳效率;研究快速接管工艺,结合吹填区初平和后整平,提高大型耙吸挖泥船艏吹中粗砂造陆施工效率。     

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。     

自航耙吸挖泥船冰期施工溢油防控措施

自航耙吸挖泥船机动灵活、施工效率高,在疏浚工程中得到广泛应用。我国北方港口冬季普遍存在结冰期,冰期疏浚施工溢油危险因素较多。文中分析了自航耙吸挖泥船冰期施工存在的溢油风险,提出了自航耙吸挖泥船溢油预防措施,结合自航耙吸挖泥船和绞吸式挖泥船的疏浚施工工艺给出了溢油事故发生后的新处理方法。对其他类型的溢油事故也提供了一种快速有效的处理方法。     

大型耙吸船与自航泥驳联合施工的工效分析

吹填造陆项目需要从远距离取砂到近岸填陆,自航泥驳船联合耙吸挖泥船施工工艺能提高远运距项目综合工效,补充耙吸船施工能力不足,从而降低综合成本。根据施工工艺特点,基于影响因素分析,建立不同工效计算理论模型,借助实际施工效率数据,测算不同运距、不同工艺形式的综合工效,得到典型工况的综合效率及应用边界条件,为工程应用耙吸船与自航泥驳船联合施工方案提供数据支持和决策参考。     

考虑耙吸力的耙吸挖泥船阻力性能 数值分析及试验比较

自航耙吸挖泥船船体线型较为肥大,工况较多,不同工况下对阻力性能的要求也不尽相同。文中首先利用CFD建立某耙吸挖泥船数值模型,计算分析耙吸挖泥船裸船体阻力性能,并与模型试验数据进行对比,取得了一致结果。在此基础上,考虑耙吸力影响,分析不同工况下该耙吸挖泥船在装有不同螺旋桨的情况下船体及舵的阻力性能差异,通过流场分析其机理。并结合螺旋桨敞水性能,计算了新导管桨与原桨在实尺度下的推进效率及收到功率,结果表明新导管桨推进效率相较于原桨提升了约8.8%,验证了耙吸挖泥船耙吸力的合理性。     

耙吸式挖泥船黏土耙头刀齿形态及排布方式

借助LS-DYNA数值模拟方法研究耙吸式挖泥船耙头刀齿的形态及刀齿的排布方式对挖掘过程的影响,分析不同结构耙齿的宏观切削效果和切削过程中的微观动态响应特性。结果表明:相比平齿刀具,尖齿刀具的切削阻力有所降低,切削土体的效果较好;多齿刀具在切割土块时,土体更易破碎,切削效率更高;在相同条件下,尖齿错排刀具的切削效率要强于平齿错排刀具。由此可见,实际工程中,进行耙头刀齿设计时遵循多尖齿错排的原则在一定程度上可提高耙吸式挖泥船对黏土的破碎效率。     

利用新技术提升自航耙吸挖泥船施工效率

为适应国内外快速发展的疏浚业,为了加快对自航耙吸挖泥船的技术改造,提高自航耙吸挖泥船的施工效率,文中试从几方面来讨论如何采用新技术来其施工效率,为其技术改造提供一定的参考价值。     

耙吸船犁齿软格栅挖掘硬黏土新工艺应用

耙吸式挖泥船在硬黏土底质施工中,存在堵耙、闷耙等问题,生产效率较低。介绍天航局耙吸挖泥船在鲅鱼圈港25万吨级航道施工开挖硬黏土时,成功研制犁齿、软格栅的施工方法,有效解决堵耙、闷耙等问题,综合生产能力提高60%以上。