摘要：针对在疏浚工程中射流冲刷如何提高产能和降低能耗的问题,进行了数值模拟研究。以中值粒径为0.048 mm的粉沙沙床作为研究对象,基于泥沙冲刷模型建立了移动射流冲刷模型,并结合物理模型试验结果验证数值模拟参数选取的可靠性。该模型成功模拟了垂向淹没射流冲刷沙床现象,并分析了移动速度对射流冲刷深度、产能与比能的影响。结果表明:随着移动速度的增大,冲刷深度及冲沟截面积不断减小;存在最经济射流移动速度范围,使得冲刷产能保持良好的基础上尽可能减少能耗量。研究成果为射流冲刷提高产能和降低能耗提供了理论支撑,最经济射流移动速度范围可用于指导疏浚工程实践。

摘要：通过实体模型试验研究双喷式射流结构对非黏性沙床上固定式管道移动射流开沟的变化规律。建立射流冲刷缩尺模型,设计模块化射流装置,揭示喷嘴射流速度和喷嘴平移速度对冲刷坑特征尺寸的影响规律。采用边界层剪应力分析冲刷坑的形态变化,引入冲刷参数进行无量纲化分析。研究结果表明:定点射流冲刷坑的断面轮廓具有中心对称性,移动射流冲刷坑的纵向剖面线具有几何相似性。冲刷坑的特征尺寸随射流速度呈线性变化,并随喷嘴平移速度的增加呈先增大后减小的变化趋势,同时移动射流在一定程度上可降低冲刷坑的回淤率。

摘要：射流在港口航道疏浚和海底冲沟等黏土施工中得到广泛应用,但对移动射流与黏土的相互作用过程研究较少,制约了射流技术在黏土切削施工中的高效应用。目前移动射流切削黏土过程的有效数值方法还较为缺乏,采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法,对移动射流切削黏土过程的数值模拟进行了探讨。结合软件提供的运动函数与射流源模拟移动射流的连续喷射,采用ALE网格解决射流切削界面网格大变形问题,通过侵蚀算法模拟黏土的失效行为。结果显示,无论是切削沟槽的形状,还是横截面和纵截面的具体尺寸,模拟与实验均较为吻合,表明本文采用的数值方法可以有效地模拟射流切削黏土过程。研究成果可为射流破土过程的机理性探索提供有效的数值方法。