吸盘式挖泥船吸盘特性研究
随着国内外疏浚市场的蓬勃发展，挖泥船向着大型化、多功能化、智能化迅速发展，国内外学者对挖泥船的研究越来越重视。吸盘挖泥船是继绞刀式、耙吸式挖泥船后发展起来的一种新型船舶，凭借其一次性挖宽大、挖槽平整、适用范围广等诸多优点受到越来越多得重视。与其他挖泥船相比，吸盘式挖泥船最大的不同在于吸盘型式和破土方式：吸盘式挖泥船依靠高压冲水破土，常规挖泥船依靠机械破土。目前国内对吸盘式挖泥船的研究非常少，主要是借鉴国外的吸盘。本文以黑瞎子岛航道疏浚工程为依托，分析研究吸盘式挖泥船的吸盘特性。
论文的主要内容包括：疏浚市场及挖泥船的发展概况；从固体物料的水力输送理论出发，提出吸盘设计原则；从计算流体动力学理论出发，建立多相流模型；通过数值模拟不同型式吸盘的内部流场，分析内部流场和进出口速度的变化，确定最优型；通过数值模拟，分析最优型吸盘泥浆浓度和颗粒大小对吸泥效率和吸口速度分布的影响；搭建吸盘实验系统，测量排泥管的泥浆浓度，与数值模拟结果比对，判断其正确性，进而判断是否满足实际疏浚工程需要。
论文的主要结论如下：(1)扁长形吸盘口型式具有诸多优点，是优先选择方案；多体吸盘型式对增大挖宽和防止泥沙沉淀方面具有显著效果。(2)扁长形吸盘口基础上提出的三种吸盘型式，无论是从压力分布还是进出口速度进行分析对比，型式3都为最优方案。(3)泥浆浓度和粒径对吸泥效率都有影响，但浓度对吸泥效率影响较大：吸盘进、出口速度随着泥浆浓度的增加而减小。泥浆浓度过小，进、出口速度虽然增加，但是速度增加量与总速度相比甚微，且单位时间的挖泥总量会随之降低；泥浆浓度过高，增大泥泵的排泥压力，耗费泥泵的动能，总的输出土方量降低。(4)吸盘1:8模型数值模拟结果与实验数据基本相符，且测得的泥浆浓度较高，证明所设计吸盘符合实际工程需要。
吸盘式挖泥船;吸盘特性;水力输送;计算流体动力学;数值模拟
哈尔滨工程大学
硕士
船舶与海洋结构物设计制造
冯峰
2012
中文
U615.351
78
2013-04-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）