极地船舶典型构件表面盐水膜结冰过程模拟方法及装置制造方法及图纸

技术编号:43988124 阅读:25 留言:0更新日期:2025-01-10 20:10
极地船舶典型构件表面盐水膜结冰过程模拟方法及装置,属于盐水结冰过程模拟技术领域,尤其涉及极地船舶典型构件表面盐水膜结冰过程的模拟;解决了现有盐水结冰过程的研究过于简化,对盐分迁移(析出)对结冰过程的动态影响,以及滞后效应引起的接触角动态变化等因素缺乏考虑,导致海水飞沫结冰过程的模拟不够精确的问题;所述方法包括求解步骤:用于根据盐水膜结冰数值模型的输入参数,求解动量方程、能量方程及浓度方程,获得盐水膜结冰数值模型的输出参数。所述极地船舶典型构件表面盐水膜结冰过程模拟方法及装置,适用于对极地船舶典型构件表面盐水膜结冰过程的模拟。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及盐水结冰过程模拟,尤其涉及极地船舶典型构件表面盐水膜结冰过程的模拟。


技术介绍

1、在北极等高纬度地区航行的船舶上层建筑经常面临结冰问题,大量积冰会影响船舶稳性,阻碍设备正常作业,甚至危害人员安全。以极地航行船舶结冰为例,其过程如图4所示,船艏与海浪碰撞后会形成大量飞沫团,部分飞沫团在自身重力及外力作用下运动并覆盖上层建筑,由于海水中盐的存在,飞沫团中过冷盐水滴只有在温度低于-23℃时才会在空气中冻结成固体颗粒,但空气温度通常高于-23℃,因此飞沫团中水滴在空气中多为液态,当空气温度低于海水凝固温度(约-2℃)并且过冷盐水滴撞击结构表面时,飞沫团才会开始结冰,冷空气携带大量液态水滴(飞沫团)撞击结构表面形成液态水膜,水膜内的大部分水会在重力作用下以“径流(run-off)”形式离开表面,少数水附着在结构表面形成积冰,这种发生在结构表面的冰生长过程通常被称为“湿生长”。

2、海水结冰过程中伴随有纯水冰晶生长、盐分迁移和析出现象,冰晶间隙的盐分聚集后会形成卤水胞,多个卤水胞连接从而形成卤水通道(高盐度溶液通道)。卤水通道沿冰晶间隙不规本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.极地船舶典型构件表面盐水膜结冰过程模拟方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的极地船舶典型构件表面盐水膜结冰过程模拟方法,其特征在于,所述输出参数中的混合分数的值为液相分数和体积分数求和的一半,用于解决液相分数或体积分数单独使用,无法同时体现和区分固液气三相的问题。

3.根据权利要求1所述的极地船舶典型构件表面盐水膜结冰过程模拟方法,其特征在于,所述设置冷板表面接触角边界条件,以体现冷板表面不同润湿性,同时考虑不同润湿性引起的表面滞后效应包括:

4.根据权利要求3所述的极地船舶典型构件表面盐水膜结冰过程模拟方法,其特征在于...

【技术特征摘要】

1.极地船舶典型构件表面盐水膜结冰过程模拟方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的极地船舶典型构件表面盐水膜结冰过程模拟方法,其特征在于,所述输出参数中的混合分数的值为液相分数和体积分数求和的一半,用于解决液相分数或体积分数单独使用,无法同时体现和区分固液气三相的问题。

3.根据权利要求1所述的极地船舶典型构件表面盐水膜结冰过程模拟方法,其特征在于,所述设置冷板表面接触角边界条件,以体现冷板表面不同润湿性,同时考虑不同润湿性引起的表面滞后效应包括:

4.根据权利要求3所述的极地船舶典型构件表面盐水膜结冰过程模拟方法,其特征在于,所述实时求解水滴运动过程中的动态接触角包括:

5.根据权利要求1所述的极地船舶典型构件表面盐水膜结冰过程模拟方法,其特征在于,在所述孤立冷板步骤中:

6.根据权利要求1所述的极地船舶典型构件表面盐水膜结冰...

【专利技术属性】
技术研发人员:王永魁张以恒鲁阳王庆昝英飞薛彦卓袁利毫雷旺王键伟武奇刚袁广宇
申请(专利权)人:哈尔滨工程大学
类型:发明
国别省市:

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