船舶雙螺旋槳射流流場特性研究.pdf

1、隨著經濟的發(fā)展和科技的進步，船舶的引擎功率逐步提升，船舶趨于大型化、航行趨于快速化。在取得較高運輸效益的同時，船舶在航行過程中對河道水流的擾動作用相對更加明顯。有關部門及公眾關注螺旋槳運轉對水體產生的擾動，該種擾動是否會使河床表面泥沙的穩(wěn)定性遭到破壞，導致底泥上吸附的污染物對水體產生二次污染。研究螺旋槳尾流流速分布規(guī)律，及其射流擾動的影響范圍是回應這種關注的前提和基礎。為此，在水槽中進行船模順水流情況下螺旋槳射流影響范圍的試驗研究，試驗

2、采用PIV圖像粒子測速技術，測量水流流速、水深、靜水航速對船舶航行及停泊（船舶不動，螺旋槳仍轉動）狀態(tài)尾流縱斷面及水平剖面射流流場的影響。通過數(shù)據(jù)分析，得出以下主要結論:
　　(1)從縱斷面測量流場的結果來看:船舶停泊狀況下，隨著水流流速的增大，射流沿軸向和豎直方向發(fā)展的距離逐漸減小;螺旋槳射流的豎向影響深度在不同來流流速下均大于船舶航行狀態(tài)下的值;當船舶以靜水航速為1.67倍斷面平均流速準備起航時，豎向影響深度最大，其值為2.5

3、6倍槳徑，隨船舶航速的增大，豎向影響深度逐漸減小，到靜水航速Vjh與斷面平均流速U的比值為0.5時，豎向影響深度最小為0.87倍槳徑，后隨Vjh/U的增大，豎向影響深度逐漸增大。船舶航行狀態(tài)下隨著靜水航速的增加，射流沿軸向發(fā)展距離逐步增大，較船舶停泊狀況下的軸向發(fā)展距離增長速率大;射流的豎向影響深度緩慢增長。
　　(2)從水平剖面測量流場來看:船舶停泊狀況下低流速時射流擾動的橫向影響寬度大于10倍槳徑，流速增大33％，擾動的橫向影

4、響寬度減小為8.12倍槳徑。船舶航行狀態(tài)下與船舶停泊狀況下出現(xiàn)相似的變化規(guī)律，但船舶停泊狀況下的橫向影響寬度均大于船舶航行狀態(tài)下。當船舶以靜水航速為1.67倍斷面平均流速準備起航時，橫向影響寬度最大，其值為9倍槳徑，隨船舶航速的增大，橫向影響寬度逐漸減小，到靜水航速Vjh與斷面平均流速U的比值為0.5，橫向影響寬度達到最小為4.87倍槳徑，后隨靜水航速的增大，橫向影響寬度逐漸增大。
　　(3)當船舶停泊狀況下靜水航速、水深和流速保