曝气池内气液混合液两相流力学特性的数值模拟

采用欧拉-欧拉多相流模型和标准k-ε湍流模型对曝气池内气液两相流力学特性进行数值模拟研究。速度与压力的耦合求解采用了Phase-Coupled-SIMPLE算法。对中心截面(y=0.025 m)在(z=0.71 m)测线上垂向速度的模拟值与实验值进行比较分析,结果吻合较好。结果表明:当表观气速较小时,进口气速对曝气池上方混合液的垂向速度影响较小;当表观气速较大时,整个曝气池中心截面(y=0.025 m)呈现中心垂向速度大,靠近两侧边壁的垂向速度小,且为负值的规律。并且发现气泡在上升的过程中由于附壁效应容易产生摆动,表观气速越大,附壁效应越明显。通过对曝气池内不同气体速度下池内力学特性的分析研究,以期对曝气池的设计运行提供参考。     

弯道水流的两步隐式算法研究

采用优于SIMPLEC算法的两步隐式解法求解二维曲线坐标系下的浅水方程,建立了二维弯道水流数学模型。对流项采用二阶精度的Roe格式离散;物理变量采用适体坐标系下的同位网格布置,网格界面流速由动量插值法计算;紊动黏性系数由修正的k-ε模型确定。采用此模型对弯道内的水流流动进行了数值模拟,计算结果和实测数据吻合较好。     

进口流速对丁坝回流长度影响的数值模拟研究

运用计算流体力学（CFD）方法,对宽浅河道中非淹没丁坝的流场进行二维数值模拟研究。模拟结果显示RNGk-s模型能够较好地描述出丁坝下游实际回流特征的产生,扩散及消失过程,能够较好地模拟丁坝下游的回流尺度。最后采用此模型模拟不同进口流速在相同条件下的流场结构,通过量纲分析与数值模拟结果的比较分析得到进口流速对回流尺度影响的关系式。进口流速越大,回流边线越长越宽。研究结果对丁坝的设计与施工,具有一定的参考意义。     

掺气分流墩与消力池联合应用消能机理分析与试验验证

采用附加射流水跃理论对掺气分流墩与消力池联合应用的消能机理进行了分析,并通过模型试验对理论分析及消能效率进行了验证.结果表明,采用掺气分流墩设施,可增进消力池的消能作用,并取得显著的经济效益,达到附加射流水跃理论所预期的效果.     

鼓泡塔内气液两相流动力特性数值模拟研究

利用CFD软件模拟的方法研究鼓泡塔内气液两相流动力特性,为鼓泡塔的设计提供依据。采用欧拉-欧拉双流体模型分别结合标准k-ε紊流模型和RNG k-ε紊流模型对鼓泡塔内气液两相流进行数值模拟,并使用Phase Coupled SIMPLE算法进行速度与压力耦合求解。比较鼓泡塔内轴截面(y=0)处不同高度液相速度和气相速度的变化情况,发现速度沿径向呈现出抛物线分布,沿水深方向越接近通气孔,速度越大,且气相速度整体大于液相速度。通过将z=0.28 m处的垂向液相速度与实验值比较,得出欧拉-欧拉双流体模型结合标准k-ε紊流模型模拟鼓泡塔气液两相流动力特性优于RNG k-ε模型,且发现上升力对模拟结果有显著的影响。     

抽水站进水前池水流流态数值模拟

建立了正交曲线坐标系下的二维水流的数学模型，应用数学模型预测了田市抽水站更新设计的进水前池的水流流态，验证了进水前池更新设计方案的合理性。     

泄水建筑物反弧曲线的合理形式

系统总结了水电工程泄水建筑物反弧抗空蚀体型研究的现有成果，从理论上分析了抗空蚀反弧曲线应是一条曲率处处连续的曲线，提出了抗空蚀反弧曲线的新形式，并给出了计算实例。该反弧曲线能够显式表达，形式简单，便于推广应用。     

抽水站进水前池水流流态数值模拟

建立了正交曲线坐标系下的二维水流的数学模型，应用该数学模型预测了田市抽水站更新设计的进水前池的水流流态，验证了进水前池更新设计方案的合理性。     

分型算法在二维非恒定流的数值模拟中的应用

采用分型算法求解水流运动的二维浅水方程 ,采用“动边界”技术追踪在非恒定流时因水位的变化而引起的计算区域边界的变化 ,建立了天然河道非恒定流的数学模式。通过实例计算说明 ,本模型对河口、湖泊等一类宽阔水域流场的计算非常有效 ,能够满足实际工程的需要。     

立方抛物线形渠道水力最优断面研究

根据明渠均匀流理论, 推求了立方抛物线形渠道正常水深与流量的关系的计算公式及其水力最优断面所满足的条件.与其它形式断面渠道的比较结果表明, 立方抛物线形断面渠道也是一种水力较优的输水渠道.