静水、定桨条件下单、双螺旋桨射流特性实验研究

发布时间：2021-01-27 05:22

　　湘江是国家高等级内河航道网规划中重要的高等级内河航道之一,也是湖南省航道建设的重点,湘江的治理和保护也是近年来省政府高度关注的工作。近年来,一方面湘江中下游水位持续走低,一方面船舶吨位越来越大,在低水位条件下大吨位船舶航行时螺旋桨产生的射流对河道底泥的扰动作用逐渐受到人们的关注。螺旋桨射流作为使河道底泥再悬浮和使其中重金属等污染物再释放的重要动力机制之一,其特性、流速分布和扰动的水体范围等需要进行详细的研究。为此,结合已有的研究,开展静水条件下单、双螺旋桨射流流动特性模型实验研究,使用PIV（Particle Image Velocimetry粒子图像测速法）对模型螺旋桨射流中螺旋桨桨轴所在的竖直面上的流场进行拍摄、测量,获取其流场图及流场数据,对螺旋桨射流的特性、流速分布及扰动范围进行分析,主要得出了以下一些结论:1、螺旋桨射流流出速度（即螺旋桨面上最大轴向流速）的大小与水深及螺旋桨淹没深度无关,仅与螺旋桨转速、桨径、桨叶数有关,且双桨射流时,其中一个螺旋桨所产生的射流的流出速度不会受另一个螺旋桨射流的影响,其值与单桨射流时相同。2、螺旋桨射流流出速度的位置（与桨轴心的距离）与水深、... 

【文章来源】：长沙理工大学湖南省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景、目的及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 螺旋桨射流的一些基本概念
        1.2.2 螺旋桨射流速度场的研究
        1.2.3 螺旋桨射流的PIV实验研究
        1.2.4 本课题组已有的研究成果
        1.2.5 其他的一些研究
    1.3 研究的技术路线与主要工作
        1.3.1 技术路线
        1.3.2 主要研究工作
第二章 物理模型试验概况
    2.1 螺旋桨模型
    2.2 实验布置
    2.3 实验设备
        2.3.1 PIV原理
        2.3.2 PIV的瞬时性与代表性
    2.4 实验过程与数据处理
        2.4.1 实验过程
        2.4.2 数据处理
    2.5 实验工况
第三章 螺旋桨射流特性分析
    3.1 流出速度分析
        3.1.1 流出速度大小分析
        3.1.2 流出速度位置分析
    3.2 桨轴线及桨轴中间线上流速分布分析
        3.2.1 单桨射流桨轴线上流速分布
        3.2.2 双桨射流桨轴线上流速分布
        3.2.3 双桨桨轴中间线流速分布
    3.3 本章小结
第四章 螺旋桨射流扰动范围分析
    4.1 分析内容及分析方法
        4.1.1 分析内容
        4.1.2 分析方法
    4.2 单桨射流扰动范围分析
        4.2.1 不同螺旋桨转速条件下单桨射流的扰动范围
        4.2.2 不同螺旋桨条件下单桨射流的扰动范围
        4.2.3 不同螺旋桨淹没深度条件下单桨射流的扰动范围
        4.2.4 不同水深条件下单桨射流的扰动范围
    4.3 双桨射流扰动范围分析
        4.3.1 不同螺旋桨转速条件下双桨射流的扰动范围
        4.3.2 不同螺旋桨条件下双桨射流的扰动范围
        4.3.3 不同螺旋桨淹没深度条件下双桨射流的扰动范围
        4.3.4 不同水深条件下双桨射流的扰动范围
    4.4 本章小结
结论与展望
    主要结论
    展望
参考文献
致谢
附录A （攻读学位期间发表论文目录）
附录B （攻读学位期间从事科研项目目录）


【参考文献】：
期刊论文
[1]船舶螺旋桨射流对湘江河床底泥扰动影响分析[J]. 胡旭跃,余志,万家高,沈小雄,许足怀.  长江流域资源与环境. 2015(11)
[2]船舶尾流冲刷作用下抛石基床块石稳定性计算方法研究[J]. 王元战,梁鹏飞,张宝华,田双珠.  水道港口. 2011(06)
[3]船舶螺旋桨射流扰动下的污染底泥起悬研究[J]. 李剑超,胡仁志,王波,王布匀.  环境科学与技术. 2005(02)
[4]河流底泥冲刷悬浮对水质影响途径的实验研究[J]. 李剑超,褚君达,丰华丽.  长江流域资源与环境. 2002(02)
[5]船舶螺旋桨和助推器对港口水工建筑物的危害及工程措施[J]. 郑天立.  水运工程. 2001(07)
[6]河流底泥冲刷沉降对水质影响的研究[J]. 褚君达,徐惠慈.  水利学报. 1994(11)

博士论文
[1]河湖底泥有机污染物迁移转化规律研究[D]. 李剑超.河海大学 2002

硕士论文
[1]船舶双螺旋桨射流流场特性研究[D]. 曹勇.长沙理工大学 2016
[2]船舶螺旋桨射流特性试验研究及应用[D]. 万家高.长沙理工大学 2015
[3]船舶尾流对抛石基床冲刷的数值分析[D]. 李勇.天津大学 2012
[4]拖轮尾流冲刷下码头抛石基床稳定性综合诊断分析研究及工程治理[D]. 张宝华.天津大学 2012
[5]船舶尾流流速分布及其作用下抛石基床块石稳定性计算方法研究[D]. 梁鹏飞.天津大学 2012
[6]船舶尾流作用下抛石基床块石冲刷稳定性研究[D]. 孙建军.天津大学 2010



本文编号：3002499