受限水域船体区双螺旋桨射流紊动特性试验研究

来源：水利水运工程学报杂志 2026年第2期北京时间：

作者：杨漩溆,钟亮,古梦婷,潘剑,钟雪怡

摘要：在受限水域中，双螺旋桨射流相较于开阔水域中的单螺旋桨射流，表现出更强烈的紊动特性和更复杂的涡系结构，这种高强度紊动关系到航道底床局部冲刷、航道演变和船体振动，对航道结构稳定和船舶通航安全等产生重大影响。为探讨双螺旋桨射流特性，基于室内PIV水槽试验获取的高精度流场数据，研究了单螺旋桨与双螺旋桨射流紊动特性差异，探讨了断面系数、螺旋桨桨距及转速对双螺旋桨作用区紊动强度和雷诺应力的影响规律。结果表明：相比于单螺旋桨射流，双螺旋桨在桨轴处及桨轴外侧区域射流特性有较大相似性，双螺旋桨在船体中心作用区射流呈倾斜下射形态更加明显，对床面的扰动和冲刷作用将更为剧烈。双螺旋桨作用区域射流紊动强度呈“偏心单峰形”分布，峰值位于桨轴高度处且沿程逐渐减小，断面系数的减小将使射流紊动强度在距离床面更近处进入偏心单峰区，紊动强度随桨距减小而增大，随转速增大而增大；雷诺应力垂线分布呈“上宽下窄”特征，上侧呈“S”形峰状分布，其弯曲程度随断面系数增大而增强，而雷诺应力绝对值随桨距减小而增大，不同转速下雷诺应力呈上小下大的“S” 形分布，下侧的峰值将相差更大。研究结果深化了受限水域中双螺旋桨射流中紊动特性的认识，为船舶通行所引起的航道冲刷效应评估提供了科学依据，对提升航道工程的长期稳定性与通航安全保障能力具有参考价值。

关键词：受限水域, 航道稳定, 通航安全, 双螺旋桨射流, 紊动强度, 雷诺应力