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耙吸式挖泥船高压冲水装置的数值模拟及水力优化
摘要：
本文针对耙吸式挖泥船高压冲水装置进行数值模拟和水力优化研究。在CFD软件中建立了三维数值模型，通过对比不同喷口尺寸和喷口排布方式的模拟结果，发现喷口尺寸和排布方式对船体表面清洗效果有显著影响。在此基础上，通过水力优化设计，提出了最佳的高压冲水方案，有效提高了清洗效率。实验表明，在此设计方案下，挖泥船清洗效率得到了明显提升。
关键词：耙吸式挖泥船；高压冲水；数值模拟；水力优化
Introduction：
耙吸式挖泥船是一种专门用于疏浚工作的船舶，其主要工作原理是通过耙子将海底的泥沙吸取到船上，再通过输送泥沙的管道将其运送到指定位置。然而，在进行挖泥作业时，船体表面往往会被沾上大量的泥沙，影响船速和操作效率，因此，需要使用高压冲水对船体进行清洗。
本文将耙吸式挖泥船高压冲水装置进行数值模拟和水力优化研究，通过在CFD软件中建立三维数值模型，分析了不同喷口尺寸和排布方式对清洗效果的影响，并提出了最佳的高压冲水方案，有效提高了清洗效率。
Method：
本研究采用计算流体力学（CFD）方法对耙吸式挖泥船高压冲水装置进行数值模拟。首先，在CFD软件中建立三维数值模型，包括挖泥船的整体模型和高压冲水喷口的局部模型。然后，对比不同喷口尺寸和排布方式的模拟结果，分析其对船体表面清洗效果的影响。最后，通过水力优化设计，提出了最佳的高压冲水方案，有效提高了清洗效率。
Result：
通过数值模拟分析，发现喷口尺寸和排布方式对清洗效果有显著影响。具体而言，当喷口尺寸太小或排布方式不合理时，清洗效果明显下降。相反，当喷口尺寸适当且排布方式合理时，可以有效清洗船体表面。
在此基础上，通过水力优化设计，提出了最佳的高压冲水方案。具体而言，将喷口集中在船体前部和侧部，并采用较大的喷口尺寸，以确保足够的水流量和冲击力。实验表明，在此设计方案下，挖泥船清洗效率得到了明显提升。
Conclusion：
本文针对耙吸式挖泥船高压冲水装置进行了数值模拟和水力优化研究。通过建立三维数值模型，分析了不同喷口尺寸和排布方式对清洗效果的影响，并提出了最佳的高压冲水方案。实验表明，在此设计方案下，挖泥船清洗效率得到了明显提升。这些研究结果对于提高挖泥船工作效率和降低运营成本具有重要意义。