横流环境中两孔热水浮射流数值模拟研究

为了达到热废水排放过程中热水快速稀释的目的,采用Fluent中Realizable k-ε模型基于SIMPLEC算法,研究了热射流过程中,射流孔间距、初始流速对射流流场、温度场的影响规律。研究表明:随着射流孔间距的增大,第1孔射流对第2孔射流影响程度逐渐减弱且第2孔射流的弯曲程度随之增加;射流与横流作用促使反向涡对的产生,加快了热水与环境水体的掺混度,横断面温度场出现"肾形"分布;当相对孔间距相同时,随着射流初始流速的增加,第1、2孔射流温度衰减速率随之增大;射流初始流速相同时,射流孔间距的增加对第1孔射流轴线温度稀释度影响较小,对第2孔射流的轴线温度稀释度影响相对复杂;S/D=2时,增大热射流的初始流速,为本研究中热水快速稀释的最优方案。     

横流中扩散器长度对浮力射流的影响

本文利用混合有限分析法及交错网格的思想，对横流中有限长线源型浮力射流进行数值计算，成功模拟了端涡现象及其发展过程，并分析了扩散器长度对湍浮力射流的影响。     

横流中三维线源型浮力射流特性的研究

本文利用混合有限分析法及交错网格，对横流中有限长线源型浮力射流进行数值计算，成功模拟了端涡现象及其发展过程，并分析了扩散器长度及浮力对湍浮力射流的影响。     

射流孔间距对横流中两孔射流稀释特性的影响

为了解射流孔间距对多孔扩散器污水稀释效率的影响,采用计算流体动力学Fluent软件中的realizable k-ε模型,模拟横流中不同射流孔间距条件下两孔射流横向有效流速、射流浓度轨迹线、速度场和浓度场的变化。结果表明,随着射流孔间距的增大,第1个射流对后面射流的遮挡作用减弱,第2个射流前的横向有效流速增大,射流浓度轨迹线的弯曲程度增大;在射流近区,浓度轨迹线与下游距离呈1/2的指数关系,与射流孔间距呈-0.27的指数关系,在射流远区,与下游距离呈1/3的指数关系,与射流孔间距呈-0.18的指数关系。射流孔间距对第1个射流浓度变化影响较小,对第2个射流,射流孔间距越小,污染物浓度沿水流方向衰减速率越快,当距该射流孔超过8倍孔径后,浓度变化趋于一致。     

横流中有限长线源型倾斜正浮力射流特性的数值研究

本文利用混合有限分析法及交错网格的思想,对横流中有限长线源型倾斜正浮力射流进行了数值计算,成功模拟了端涡现象及其发展过程,比较了倾角为60°倾斜浮力射流与垂直浮力射流轨迹线上的温度和稀释度,还得出了浮力射流是否发生贴壁现象的界限值。     

横流中有限宽窄缝射流的旋涡结构

本文应用PIV流动显示技术详细测量了有限宽度窄缝射流从底部射入横流的流场结构。在此基础上采用湍流数学模型及相应的混合有限分析方法，得到横流中有限宽窄缝射流的时均及瞬态流场、涡量场，以此来分析流场、涡量场特性，揭示各种具有拟序结构性质的复杂涡系的产生、发展及演化过程。实验观察到射流迎、背流剪切涡层卷起形成类开尔文涡列。本文还探讨了横流绕流分离旋涡的生成机理及其转向。另外，观测到射流喷口上游的马蹄涡系以及射流逆流区下游尾迹区旋涡的层状结构形式。通过拓扑分析的方法，给出了横流中有限宽窄缝射流旋涡近区流场的拓扑性质。     

流动环境中平面负浮力排放的数值模拟

建立流动环境中平面负浮力倾斜射流的二维k-ε湍流模型，采用D M Shahrahani和J D Ditmars(1976)的试验资料进行检验，并且对平面负浮力倾斜射流流动特性进行了数值预报。给出了射流的分区及分区的界限，同时亦给出了涡心断面的物理量的分布及典型断面上湍动能平衡图。     

弱的负浮力射流研究进展

本文主要总结了利用量纲分析和标度分析研究弱的负浮力射流在均匀和线性分层环境流体中的流动特性,以及利用直接数值模拟来验证和定量化表征流动特性的标度关系的进展情况。     

动水中负浮力射流特征量的研究

流动环境中的负浮力射流与一些工程和实际问题的密切关系，已成为近几年环境水动力学领域中一个十分重要的课题。本文简要地介绍了目前已有的研究工作，并作了评价。在此基础上，提出了进一步研究的问题。     

浅析环境科学中胶体分离的切向超滤技术

结合研究应用实例,简单介绍了近年来切向超滤技术的机理、滤膜的截流和吸附特性、超滤过程中胶体有机碳的回收率以及渗透行为、该技术在环境科学的胶体有机碳分离方面的应用和存在的问题。利用珠江水系水体的胶体分离试验,验证了切向超滤技术的渗透模型。     

不同动力环境下孔间距对双孔射流特性的影响

为研究孔间距对双孔射流运动和稀释特性的影响,采用粒子图像测速技术(PIV)和激光诱导荧光技术(PLIF)分别对静水、横流和波浪环境下双孔射流的速度场和浓度场进行测量,对比分析了孔间距为5倍、10倍和15倍射流孔直径时双孔射流的轴向速度、横断面垂向速度、轨迹线及浓度场分布情况。结果表明:在静水环境下,孔间距较小时双孔射流的轴向速度衰减较单孔射流慢,随着孔间距的增大双孔射流轴向速度衰减的程度逐渐趋近于单孔射流。在横流环境下,随着孔间距的增大,前方射流对后方射流的遮掩作用不断减小,而后方对前方射流的卷吸作用也有所减弱,导致前方射流弯曲程度的增大和后方射流上升高度的降低。在波浪环境下,孔间距较小时,两孔中间存在一个独立的高浓度区;孔间距增大后,浓度等值线逐渐呈"凸"形分布。为降低双孔射流相互作用对射流初始稀释的影响,建议在波浪和横流环境下双孔射流的孔间距不宜小于射流孔直径的10倍。     

静止环境中垂直平面浮力射流稳定性与混合特性数值研究

针对不同的射流参数和环境流体参数下的有限深平面垂直射流，采用混合有限分析法对近区以稳定浮力表面层形式排放和由于近区漩涡产生二次吸附的非稳定排放两种流动形态的混合流体的流速场和温度场进行了数值模拟。结果表明近区排放稳定性主要取决于排放佛汝德数和相对淹没度，而与受纳水体的远区几何形状无关；受纳水体的远区几何形状只对排放水体的混合性质产生影响，这一点对非稳定排放尤其显著。所得结果与Jirka和Harleman的理论分析和试验结果十分吻合，说明所采用数值方法可对平面浮力射流的流动现象进行完整的预报。     

波纹板内流体流动特性的数值模拟

以室温下的水为介质，以涡量一流函数为理论基础，运用代数变换法生成适体坐标，通过有限差分对波纹板板内流场进行了数值模拟；并以Re=500为例，求出其板内流体的速度场和压力场，进而对同一周期内和不同周期的速度场和压力场进行分析，给出了速度和压力分布变化曲线图，得出了不同雷诺数下流动阻力损失变化曲线与阻力关联式，为波纹板的强化传热研究提供了有利的参考。     

Expansion characteristics of twin combustion gas jets with high pressure in cylindrical filling liquid chamber

To deal with the problem of how to control the interior ballistic stability in the bulk-loaded liquid propellant gun, the expansion and mixing process of the twin combustion-gas jets with high temperat...     

高拱坝坝身表孔和深孔水流无碰撞泄洪消能试验研究

宽尾墩和窄缝收缩式消能工具有使水流横向收缩、垂向扩散及纵向拉长的功能。本文将宽尾墩和窄缝挑坎分别应用于高拱坝坝身表深孔,并对表孔和深孔出口不同体型组合进行了联合泄洪消能效果的模型试验研究。试验结果表明,当表孔采用宽尾墩、深孔采用窄缝挑坎时,获得了窄长的下泄水流流态,表孔和深孔水舌空中相互穿插下落,不发生碰撞,不仅实现了无碰撞消能的目的,有助于降低泄洪雾化的强度,而且水垫塘底板冲击动压减小。本消能方式可以充分利用下游河道的纵向空间,特别适合于狭窄河谷中的高拱坝坝身泄洪。     

河道水沙变化过程的多重分形研究——以长江重庆河段为例

河道水沙变化过程具有非线性特征,基于长江寸滩站、朱沱站和嘉陵江北碚站(简称"三站")1955-2011年的水文资料,应用多重分形消除趋势波动分析法(MF-DFA方法),研究长江重庆河段水沙变化过程的多重分形特征。结果表明:三站日流量和日输沙率序列具有多重分形特征,该多重分形特征是由序列的长程相关性引起的;日流量序列的奇异谱呈右钩状曲线,小涨落的影响在序列中占优势,日输沙率序列的奇异谱对称,大小涨落的标度行为在序列中基本一致;水沙时序变化的复杂程度可用多重分形谱宽Δα表征,且日输沙率序列的Δα相对较大,变化更为复杂;不同时段水沙序列的谱曲线形状存在较大差异,丰水丰沙时序的谱曲线较宽,顶部较圆滑,Δα较大,枯水枯沙时序的谱曲线较窄,顶部较尖锐,Δα较小。