垂直升船机船舶进出船厢水动力学数值模拟研究

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1、分类号TV691单位代码10618密级公开学号2120095020硕士学位论文垂直升船机船舶进出船厢水动力学数值模拟研究研究生姓名：杨震导师姓名及职称：陈明栋研究员申请学位类别工学学位授予单位重庆交通大学一级学科名称水利工程论文提交日期2015年6月8日二级学科名称港口、海岸及近海工程学位答辩日期2015年6月6日2015年6月8日ResearchofTheHydrodynamicNumericalSimulationBasedOnShipComeInandOutofTheVerticalShipLiftChamberADisserta

2、tionSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YangZhenSupervisor：Prof.ChenMingdongChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China重庆交通大学学位论文原创性声明：所呈交的学位论文，独立进行研究本人郑重声明，是本人在导师的指导下工作所取得的成果。餘文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，明确方式标明。。本人完全意识到本声明的法

3、律结果由本人承担均已在文中ｙ■＇年月学位论文作者签名；；襄日期巧处日＾／＿重庆交通大学学位论文化权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，巧意学校促。留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权重庆交通大学可将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可从采用影印。同时授权中国科、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文学技术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行、复制），同时本人保留信息服务、发行、信息网络传播等（

4、包括但不限于汇编在其他媒体发表论文的权利。指导教师签名：学位论文作者签名：喘乘—；月曰曰期：劝年月曰曰期义句多／ｙ＾《本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊（光盘版）电子杂志社ＣＮＫＪ系》规列数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕±学位论文全文数据库出版章程定享受相关权益。、指导教师签名学位论文作者签名：；颗曰期；八年／月＾曰曰期：年杉月多曰庄摘要垂直升船机在设计过程中，为了降低升船机电气拖动系统的功率和减少工程造价，在满足设计船型尺度和货运量的前提下，总是把承船厢尺寸和厢内水深减小到最低限度，因

5、此承船厢的断面系数一般很小，船舶进出船厢时的阻塞效应十分明显，船厢内的水面波动十分显著，进而影响到升船机的运行安全。目前国内外对船厢水动力学的研究多以物理模型试验为主，针对船舶进出船厢过程中厢内水面波动的数值模拟研究相对较少。本文以长江上某升船机为参考研究对象，基于FLUENT流体力学数值模拟软件，通过建立船舶进出船厢这一过程的数学模型，采用RNG双方程紊流模型，自由水面利用VOF法技术，并通过C语言编写的UDF程序来定义船舶的运动，模拟计算了不同船舶航速、不同船厢水深下，船舶进出船厢过程中厢内的水体运动，得到以下结论：①船厢内水

6、面波动与船舶进厢、出厢之间的关系。船舶驶出船厢的过程中，厢内发生的水面降低值要大于水面涌高值，而在船舶驶进船厢的过程中，厢内发生的水面涌高值要大于水面降低值。船舶出厢是厢内水面降低的控制性工况，船舶进厢是厢内水面涌高的控制性工况。②船厢内水面波动与船舶航速、船厢水深之间的关系。在船舶出厢过程中，出厢速度的改变对厢内水面降低值的影响要大于船厢水深对其产生的影响；但无论是船厢水深的改变还是船舶航速的改变，对厢内水面涌高的影响均有限。在船舶进厢过程中，进厢速度的改变对厢内水面涌高值的影响要大于船厢水深对其产生的影响；相较于船舶出厢时的情况，航

7、速和船厢水深的改变对厢内水面降低的影响有限。③船厢水面波动引发的船舶下沉量及安全航速公式探讨。在船舶出厢过程中，厢内水面波动会引发船体下沉，船舶的最大下沉量与航速密切相关，在确保船厢富余水深的情况下有一个与之对应的安全航速，通过对不同断面系数下的安全航速进行多项式拟合，得到了船舶进出船厢的安全航速公式。关键字：升船机；船厢；水动力学；数值模拟；安全航速公式ABSTRACTIntheverticalshiplift’sdesignprocess,inordertoreducethepowerofshipliftelectricdraggi

8、ngsystemandreducetheprojectcost,onthepremiseofmeetthedesignshipdimensionsandfreightvolume,italwaysputst