赵 鹏，白玉川

(天津大学建筑工程学院，天津 300072)

虹吸廊道灌水是利用虹吸原理向干船坞坞室充水的一种灌水型式，廊道顶部高程大于海面最高水位，因此不需设置阀门．当开始灌水时，使用真空泵抽气产成虹吸；停止灌水时，开启设置在顶部的空气阀，虹吸作用即因空气进入而中断．与传统的闸阀灌水相比，虹吸廊道灌水具有结构简单、断流迅速、运行管理方便可靠等优点，近年来在青岛北海船舶重工、广州中船龙穴、大连船舶重工等 10余座大型修造船坞中得到广泛使用[1-3]．

修造船坞对灌水时间有着严格的控制，如修船坞灌水一般要求在 1～2.5 h内完成．由于船坞布置空间有限，虹吸灌水廊道截面、虹吸段转弯半径等的几何尺寸受到限制，在大流量灌水的情况下，廊道过流流速较大，廊道壁面可能会遭到空蚀破坏．廊道内部结构如消能工的设置则需兼顾灌水流量和在工程设计中流速、压强等参数在灌水廊道三维分布的准确获取，有助于优化廊道体型，可在保证廊道壁面不受到空蚀破坏的前提下，增大灌水流量，减少灌水时间，提高船坞工作效率，数值模拟方法正在此显示出其优越性．因此本文结合某修船坞虹吸灌水廊道水力模型试验，对其水力特性进行了数值模拟研究．

1 数学模型及求解

1.1 控制方程

根据 Reynolds应力处理方式的不同，湍流模型可分为 Reynolds应力模型和涡黏模型．涡黏模型根据确定涡黏系数tμ需求解微分方程的数目，分为零方程模型、一方程模型和两方程模型等．目前使用较多的是两方程模型中的 k-ε模型及其改进型，笔者使用k-ε模型封闭时均N-S方程．