【摘要】：現(xiàn)代社會航空業(yè)和飛行業(yè)日趨繁盛,隨之而來的越來越多的空難事故逐漸從淺海向深海發(fā)展。黑匣子是空難事故最為重要的記錄儀器,自從2014年馬航MH370以來,世界上越來越多的人開始關(guān)注黑匣子的搜尋打撈作業(yè)。深海環(huán)境中,由于海底沉積物的沉積作用較為嚴(yán)重,因此黑匣子表面通常會覆蓋有一層厚厚的海底沉積物,嚴(yán)重影響黑匣子的搜尋打撈作業(yè)。本文主要的目標(biāo)就是設(shè)計一個能夠完成深海6000 m條件下進(jìn)行淹沒式水射流沖泥的沖泥工具,利用實驗研究的方式研究沖泥的工作特性和沖泥工具的可行性。本文基于N.Rajaratnam垂直射流條件下淹沒式水射流沖泥的理論研究思路,在其模型中通過改變泥沙性質(zhì)并加入射流角度這一變量來重新推導(dǎo)沖坑特性的數(shù)學(xué)模型。結(jié)合淹沒式水射流沖泥試驗數(shù)據(jù),利用多項式擬合的方法,對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合處理,最終辨識出沖坑形態(tài)數(shù)學(xué)模型的參數(shù),完成了任意角度下,不同靶距時,淹沒式水射流沖坑形態(tài)的經(jīng)驗公式推導(dǎo)。設(shè)計加工淹沒式水射流沖泥特性試驗裝置,搭建淹沒式水射流沖泥特性試驗臺。進(jìn)行了不同射流角度、射流靶距條件下的沖泥試驗,采用了針對極細(xì)泥沙沉積物沖坑的測量方法——切割影印輪廓法,分析了沖坑形態(tài)隨射流靶距和射流角度的變化曲線,得出射流靶距和射流角度對淹沒式水射流沖泥特性的影響,綜合分析得到淹沒式水射流沖泥的最佳靶距和角度范圍。根據(jù)深海沖泥作業(yè)裝置的設(shè)計要求,設(shè)計加工淹沒式水射流沖泥裝置和試驗裝置,搭建沖泥裝置沖泥試驗臺。進(jìn)行了淹沒式水射流沖泥裝置的沖泥可行性試驗,并通過對比分析不同沖泥方式下沖坑的形態(tài),得出結(jié)論:在最佳的射流靶距和角度范圍內(nèi),淹沒式水射流沖泥裝置能夠?qū)崿F(xiàn)課題要求的沖泥指標(biāo);反復(fù)式?jīng)_泥的方式優(yōu)于前進(jìn)式?jīng)_泥的沖泥效果。
[Abstract]:In modern society, aviation industry and flight industry become more and more prosperous, with which more and more air accidents develop from shallow sea to deep sea. Black box is the most important recording instrument for air accident. Since 2014 Malaysia Airlines MH370, more and more people around the world have begun to pay attention to the search and salvage operation of black box. In the deep-sea environment, because of the serious sedimentation of submarine sediments, the surface of the black box is usually covered with a thick layer of seabed sediment, which seriously affects the search and salvage of the black box. The main goal of this paper is to design a mud flushing tool which can carry out submerged water jet flushing under the condition of 6000 m deep sea. The working characteristics and feasibility of the tool are studied by means of experimental research. Based on the theoretical research idea of submerged water jet flushing mud under the condition of N.Rajaratnam vertical jet, the mathematical model of scour pit characteristics is derived by changing sediment properties and adding the variable of jet angle in its model. Combined with the test data of submerged water jet scouring test, the experimental data were fitted by polynomial fitting method, and the parameters of the mathematical model of scouring pit shape were finally identified. At any angle, when the target distance was different, the parameters of the mathematical model of scouring pit shape were identified. The empirical formula for the shape of the scour pit of submerged water jet is derived. Design and manufacture submerged water jet scour characteristic test device, build submerged water jet scour characteristic test bed. The experiments of scouring mud with different jet angles and jet target distances were carried out. The cutting photocopying profile method was used to measure the scour pits of very fine sediment sediments, and the curves of the shape of scouring pits with the jet target distance and jet angle were analyzed. The influence of jet target distance and jet angle on the flushing characteristics of submerged water jet is obtained, and the optimum target distance and angle range of submerged water jet flushing mud are obtained by comprehensive analysis. According to the design requirements of deep-sea mud washing operation device, the submerged water jet scouring device and test device were designed and the mud flushing test bench was built. The feasibility test of the submerged water jet scouring device is carried out, and the shape of the scour pit under different scouring modes is compared and analyzed. It is concluded that in the optimum range of jet target distance and angle, The inundated water jet scouring device can achieve the target of the project, and the way of repeatedly washing mud is better than that of forward type.
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U676.8;V328

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本文編號：2143188