為了防止海底管纜受到人為和自然環(huán)境損害,目前廣泛采用射流挖溝機(jī)對(duì)管纜進(jìn)行海底開(kāi)溝埋設(shè)。針對(duì)射流挖溝機(jī)噴沖臂的形狀設(shè)計(jì)和優(yōu)化的問(wèn)題,本文探討了不同設(shè)計(jì)方案對(duì)噴嘴流速的影響。在相同入口壓力條件下,考慮管道沿程損失和不同深度的噴嘴出口處的靜壓,采用理論分析和計(jì)算流體力學(xué)數(shù)值模擬相結(jié)合的方法進(jìn)行噴沖臂形狀設(shè)計(jì)。建立了一個(gè)有效的噴沖臂內(nèi)部流動(dòng)問(wèn)題的數(shù)值模型,基于該模型計(jì)算了自主設(shè)計(jì)的3種噴沖臂內(nèi)部流動(dòng)并得到了最優(yōu)噴沖臂設(shè)計(jì)方案。研究結(jié)果為今后射流挖溝機(jī)的研發(fā)提供了參考。 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,41(02)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

設(shè)計(jì)溝型截面

V1.0版噴沖臂

本文采用STAR-CCM+流體計(jì)算軟件對(duì)噴沖臂的內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行CFD數(shù)值模擬。計(jì)算采用隱式非定常求解器,物理模型為可實(shí)現(xiàn)的k-ε湍流模型[14],考慮重力,設(shè)置壁面粗糙度為0.1×10-3 m。給定參考?jí)毫?0 m水深處?kù)o水壓強(qiáng)。網(wǎng)格劃分結(jié)果與邊界條件設(shè)置如圖3所示。噴嘴處設(shè)置為壓力出口(考慮水深差帶來(lái)的出口壓強(qiáng)變化,不同噴嘴出口處根據(jù)高度變化設(shè)置不同的當(dāng)?shù)貕毫?,管道入口依據(jù)水泵揚(yáng)程設(shè)置壓力入口(總壓取0.6 MPa,為母船到管道口之間的沿程和局部損失留出壓頭余量),取穩(wěn)定段的結(jié)果進(jìn)行分析,數(shù)值模擬噴沖臂速度流線圖見(jiàn)圖4,圖中也展示了2類(lèi)噴嘴的出口流速分布,可以看出噴嘴出口處速度分布是比較均勻的。但是,噴嘴與主管道連接處延伸長(zhǎng)度過(guò)大,底部噴嘴易被土體磨損打壞,因此下一步優(yōu)化方向是直接將噴嘴連接到主管道上。圖4 V1.0噴沖臂速度流線圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3252126