清华大学学报(自然科学版)

作者：李佳龙, 陈永灿, 李永龙, 王皓冉, 谢辉

单位：1. 清华四川能源互联网研究院, 成都 610071;<br>2. 西南石油大学 土木工程与测绘学院, 成都 610500;<br>3. 清华大学 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京 100084;<br>4. 清华大学 电子工程系, 北京 100084

关键词：泄水消能建筑,水下机器人,清淤置换模块,泥沙淤积,清淤检测效率

基金：国家自然科学基金资助项目(52009064,U21A20157);四川省科技计划资助项目(2021JDRC0088,2022YFQ0080,2022YFSY0011)

针对泄水消能建筑物水底泥沙淤积、水体能见度差导致的水下检测难题,该文研究了一种适用于积淤水底、浑浊水质条件的清淤置换模块,并对其机构设计和检测效率进行分析。基于水底泥沙起动条件与淹没式水射流特性,运用Euler多相流模型对清淤置换模块进行水动力分析,并通过水沙两相流数值仿真和实物试验相结合的方式对比分析。该文验证了清淤置换模块中升降机构的必要性,得出置换检测壳体底部离沙高度为60 mm时,机器人清淤检测效率最高,可在1.56 s内将检测区域内厚度为100 mm的淤积泥沙清除90%,完成清淤-检测作业的总用时为9.56 s。清淤置换模块的推广应用可显著提升现有水下机器人的环境适应性和检测能力,推动水下检测技术的发展。

来源：2023年第7期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

查看清华大学学报(自然科学版)杂志2023年第7期