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船舶工程2025年第10期:液固两相流对粗糙壁面管道的冲蚀数值模拟

来源:期刊VIP网 时间:


作者:徐海洋;李萌;沈义俊;阮荣倩;杜燕连;马永奇;

单位:海南大学,机电工程学院;海南大学,热带海洋工程材料及评价全国重点实验室;海南大学,信息与通信工程学院;海南大学,海洋科学与工程学院;

摘要:[目的]为进一步探究管道粗糙度与颗粒对管道冲蚀速率之间的关系,为相关行业管道的设计制造和冲蚀预防提供参考,[方法]采用计算流体力学与离散相耦合的方法(CFD-DPM),系统研究液固两相流对粗糙壁面管道的冲蚀磨损特性,分析包括颗粒初始速度、颗粒粒径等多项颗粒参数以及管道弯径比对冲蚀速率的影响规律。[结果]研究结果表明:在颗粒粒径>100μm时,最大冲蚀速率与颗粒参数(如粒径大小和速度等)呈显著的正相关性,而管道弯径比则呈现出负相关趋势。此外,相较光滑壁面,粗糙壁面下的最大冲蚀速率有所降低,管道的预测寿命更长。[结论]研究结论可为相关企业在海洋管道、船舶冷却系统管道冲蚀防护以及设计制造方面提供一定的参考与指导。

关键词:液固两相流;;管道冲蚀;;粗糙壁面管道;;数值模拟

基金资助:国家自然科学基金重点项目(52231012)