水力式升船机不同平衡重底部形式三维流固耦合分析-水运工程.pdf

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2019-10-01 发布于天津
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水力式升船机不同平衡重底部形式三维流固耦合分析-水运工程.pdf

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２０１７年７月水运工程Ｊｕｌ２０１７第７期　总第５３１期Ｐｏｒｔ＆Ｗａｔｅｒｗａｙ　ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＮｏ７　ＳｅｒｉａｌＮｏ５３１水力式升船机不同平衡重底部形式三维流固耦合分析∗ １２１胡亚安 ꎬ 全　强 ꎬ 李中华 (１通航建筑物建设技术交通行业重点实验室ꎬ 江苏南京２１００２９ ꎻ ２水利部牧区水利科学研究所ꎬ 内蒙古呼和浩特０１００２０ ) 摘要: 平衡重底部水流是否平顺稳定将直接改变其受力状态ꎬ 从而对升船机的运行稳定性造成影响ꎮ 因此ꎬ 优选合理的平衡重底部体型是改善升船机运行质量的一条有效途径ꎮ 在非恒定流作用下ꎬ 建立３种不同平衡重底部形式的三维流固耦合数学模型ꎬ 对平衡重上升过程波动特性进行数值模拟ꎮ 计算结果表明ꎬ 平衡重底部体型优化后ꎬ 平衡重上升初期ꎬ 竖井内水流对平衡重底部的冲击作用明显改善ꎬ 所受横向力几乎为零ꎬ 而且间隙之间流速均匀分配ꎬ 有效地解决了平衡重波动问题ꎮ 关键词: 水力式升船机ꎻ 平衡重ꎻ 三维流固耦合ꎻ 数学模型中图分类号: Ｕ６４２文献标志码: Ａ文章编号: １００２￣４９７２ (２０１７ )０７￣００２７￣０４３Ｄｃｏｕｐｌｉｎｇｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂａｌａｎｃｅｗｅｉｇｈｔｓｂｏｄｙｆｏｒｍａｔｔｈｅｂｏｔｔｏｍｏｆｈｙｄｒｏ￣ｆｌｏａｔｉｎｇｓｈｉｐｌｉｆｔ１２１ＨＵＹａ￣ａｎＱＵＡＮＱｉａｎｇＬＩＺｈｏｎｇ￣ｈｕａ１ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳｔｒｕｃｔｕｒｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔＰＲＣＮａｎｊｉｎｇ２１００２９Ｃｈｉｎａ２ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓｆｏｒＰａｓｔｏｒａｌＡｒｅａＭＷＲＨｏｈｈｏｔ０１００２０ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｆｏｒｃｅｓｔａｔｅｏｆｂａｌａｎｃｅｗｅｉｇｈｔｉｓｄｉｒｅｃｔｌｙｃｈａｎｇｅｄｗｈｅｎｔｈｅｗａｔｅｒｆｌｏｗｉｓｕｎｓｔａｂｌｅｗｈｉｃｈｉｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｈｉｐｓｏｐｅｒａｔｉｏｎ. Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅｉｔｉｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｗａｙｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｓｈｉｐｌｉｆｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｂｙｃｈｏｏｓｉｎｇａｒｅａｓｏｎａｂｌｅｂａｌａｎｃｅｗｅｉｇｈｔｓｂｏｄｙｆｏｒｍａｔｔｈｅｂｏｔｔｏｍ.Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｔｈｅ３Ｄｃｏｕｐｌｉｎｇｆｌｕｉｄ￣ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ￣ｃｏｕｐｌｅｄｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｄ