BRL Ingénierie 在大型液压基础设施方面拥有 60 多年的经验,是法国这一领域的领先公司。
建模前提船闸的设计和相关的操作及管理是十分复杂的问题,在解决过程中通常使用以下方法:
实施起来可能很费力的缩放物理模型;针对特定问题与计算相结合的经验方法;一维瞬态水力研究来验证是否符合平均速度、吃水线坡度和船闸定时间标准;填充和排空阀门元件的 3D 稳态液压模型;系泊问题的图表或简化计算方法;运营商反馈。BRL ingénierie 团队在此项目中使用瞬态 3D CFD 水力分析并结合 CFD 软件FLOW-3D满足这些建模需求。

塞纳河Méricourt船闸的翻新和扩建项目旨在重建现有的船闸,因为它们呈现出明显的结构混乱,特别是船闸墙通过处的变形。该站点目前拥有两个平行的功能船闸,一个具有160m容量的船闸室,另一个具有185m容量的船闸室。作为该项目范围的一部分,客户(Voies Navigables de France, VNF)旨在实现以下目标:
延长 160m 船闸以标准化船闸的容量,从而保护导航轴。此扩展将导致填充和排空量的增加;安装浮动护柱以替换现有的固定护柱;更换下游阀门部件(2 个渡槽更换为 18 个阀门);随着客户提出需求进行不断改变,即保持锁定时间接近当前的 15 分钟,同时符合每个系柱 250 至 300kN(25 至 30 吨)的最大力限制。此处介绍的模型适用于船闸号。1 (L=185m, W=17m) 包括:

结果
只要设置了边界条件(前湾和后湾水位)并选择了船舶的特性和系泊计划,实施的模型能够对以下条件进行详细评估:
给定管理指令的填充或排空循环的持续时间;气闸中流动的 3D 水力条件(主要是速度分布);在填充或排空循环期间系柱中传递的力。根据模拟结果,可以优化填充或排空管理指令,以便:
确保符合护柱中的最大力;尽量减少锁定时间的持续时间(大约 10 到 11 分钟),同时尊重阀门组件的材料限制(特别是油路泵的运行速度范围)。结论
流体动力学软件FLOW-3D 使评估与使用单个工具锁定相关的设计和优化策略(排空/填充时间、液压负载、船上的力和浮动系柱上的力等)成为可能。 这是一种实践的进步,这种方法适用于所有类型的船闸和所有类型的船只。
迄今为止进行的建模结果特别令人满意,并且与使用图表、简化方法或基于操作员反馈的所有数量级计算保持一致(排空/填充规律、阀门的流量系数、系柱上的最大力、 ETC。)。
关于系柱上的力(基本尺寸参数),结果显然与填充计划、系泊线的自由长度及其刚度以及一般系泊计划(系泊线的数量和位置)详细参数有关,这些都包含在流体仿真分析软件FLOW-3D模型中。
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