横流均匀环境中三维线源型正负浮力射流特性研究

本文利用混合有限分析法及交错网格。对横流均匀环境中三维线源型正负浮力射流及负浮力射流的特性进行研究，分析了不同工况下流速，温度和湍动能在断面上的分布及影响射流轨迹线的因素，讨论了轨迹线上温度的变化及浮力射流的贴壁现象。对三维长线源型负浮力射流，分析了流速比，喷口弗汝德数对负浮力射流的影响。     

平面射流和浮力射流的数学模型及计算方法

本文提出了一个预报平面射流和浮力射流特性的双尺度Ⅱ湍流模型,并给出了六点格式的有限解析法用于数值计算。同时也应用单尺度模型和双尺度Ⅰ模型进行了预报。预报了射流和均匀环境中浮力射流的扩展率、流速分布、温度分布、雷诺切应力分布和湍动能分布。同试验资料的比较证明双尺度Ⅱ模型最好。     

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。     

非静态环境中负浮力射流模拟研究

以计算流体学软件Fluent为基础,通过求解基于雷诺数平均法(RANS)的标准紊流模型对非静态环境中第一种形式的负浮力射流进行了模拟和研究,并用Tecplot处理了Fluent计算求得的曲线,由此得出了该种形式的负浮力射流从开始到结束过程中不同时刻的水流流态图以及整个流动过程的流线分布图。将模拟结果与理论计算结果进行对比、分析,表明该模拟结果与理论计算结果和实际情况吻合,说明该模型和方法能够计算此类负浮力射流。     

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。     

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。     

静止分层环境中圆形浮力射流全场特性的数值模拟

本文利用混合有限分析与交错网格的思想，结合文献（３）中提出的数学模型和本文给出的有效边界条件，对静止分层环境中浮力射流全场进行了数值模拟，预报结果与试验资料的良好吻合，表明本文的数学模型及混合有限分析法可正确地模拟分层环境中圆形浮力射流全场的形成过程及其水力和特性。     

同轴三维射流特性研究

在k～ε双方程紊流模型的基础上，结合混合有限分析交错网格法，对同轴三维非浮力射流进行了数值模拟，得到了三维同轴射流的流动特性和浓度分布特性。将计算所得结果与前人的试验资料进行对比，两者的流动特性吻合较好；计算给出的浓度在横断面上的分布图以及在不同流速比下的变化规律与解析解的结果基本一致，进一步验证了数值模型的可靠性，表明建立的紊流数学模型及计算方法是有效的。     

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。     

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。     

A STUDY ON THE FLOW BEHAVIOR OF AN AXISYMMETRIC LAMINAR JET

It is of great practical and theoretical importance to study the properties and flowbehavior of laminar jet,because it tightly links the physical phenomena of nonlinerity such asflow stability and transition and so forth.However,many problems and differences exist in ba-sic concepts and in understanding of stable and transitional properties and flow patterns of ax-isymmetric laminar jet.Therefore,a further study on this subject is needed to evaluate the exist-ing understandings and to find out the mechanism governing the behavior of actual axisymmetriclaminar jet flow.In this thesis,the flow behavior of axisymmetric laminar jet issuing from nozzles of severaldiameters in the direction of gravity was studied experimentally using flow visualization tech-nique in the range of Reynolds number from tens to thousands.The unstable and transitionalprocesses in the laminar jet were observed.The influence on the jet flow of different geometrycontours of jet chamber boundary was investigated.Some new flow phenomena were discoveredwhich gave deeper understanding of flow patterns and their dependent factors in low Reynoldsnumber axisymmetric laminar jet.A theoretical model to describe the variation of the axisym-metric laminar jet length influenced by the weak density difference is proposed based on the ex-perimental observation,which will be helpful in recognizing the flow behavior of axisymmetriclaminar jet of low Reynolds numbers.     

三维挑流水舌及其碰撞的LBM数值模拟研究

为了研究挑流水舌空中掺气破碎以及水舌碰撞形成的复杂两相流运动,采用格子玻尔兹曼方法对泄洪过程中的挑流水舌以及两股水舌的碰撞进行数值模拟研究.研究表明:(1)格子Boltzmann方法能够对挑流掺气水舌进行数值模拟,得到掺气水舌的运动界面以及水舌风的空间分布.水舌内缘挑距、外缘挑距以及横向宽度与文献中实测数据对比误差分别...     

STUDY ON JETS IMPACT IN AIR FOR ENERGY DISSIPATION

1.　 INTRODUCTIONChina is a country rich in hydropower resources.With the developmentof the Chineseeconomy,many large-scale hydroelectric stations with high dams are being built or will bebuilt in the country,especially in the southwest region of China.Mostof which are locatedin the areas with high mountains and narrow valleys. The characteristics of these projectsare high water head,heavy discharge and narrow valleys.If flood discharge and energydissipation is nottreated properly,seriou…     

黄羊河水库输水洞改建工程明流段体型研究

黄羊河水库输水洞在运行中明流段水流脱离底面而抛出泄槽,水力学模型试验反演了这种水流现象.理论分析表明,原因是渥奇面太"瘦",简单地加"肥"渥奇面,工程量过大,不满足工程需要.根据俯冲射流原理提出改建方案,改建工程量较小,水力学模型试验表明改建方案水力特性良好,成功地解决了该工程存在的水力学问题.     

黄河潼关河段1996～2002年射流清淤效果分析

概述了潼关河段1996～2002年射流清淤的基本情况,重点分析了清淤效果。实践证明,潼关河段射流清淤每条船平均每小时冲起泥沙数量约400m^3;清淤对河道形态有明显的调整作用,使散乱的河势变得较为归顺,水流相对集中,从而提高了大河的挟沙能力;减少了潼关至古夺河段的淤积量;增加了汛期潼关高程的下降值。因此,在当前不利的水沙条件下,射流清淤对潼关高程迅速上升起到明显的抑制作用。     

复杂异相射流计算收敛的一个办法

水下高速可压缩气体射流的两相流计算不易收敛,本文提出按水的密度设计一种理想气体,然后与燃气一起按两相气体混合流进行计算取得成功。这一办法对一相基本静止的情况时实用的。     

高喷灌浆技术在福安垸管涌治理中的应用

以福安垸为例，探讨高喷灌浆技术在管涌治理中的应用。在研究工程水文地质和工程地质的基础上，确定施工方案和质量控制措施，质检结果表明，高喷灌浆应用在老管涌险情治理中效果显著，供类似工程借鉴。     

水电站机组冷却供水射流系流场模拟及性能预测

本文应用雷诺方程及ｋ－ε模型对水电站机组冷却供水的调节和非调节式液体射流泵流场进行了数值模拟，并导出了调节式液体射流泵基本方程及其简化计算公式，通过试验资料进行了初步验证．     

LARGE EDDY SIMULATION OF THE INTERACTION BETWEEN WALL JET AND OFFSET JET

The interaction between a plane wall jet and a parallel offset jet is studied through the Large Eddy Simulation (LES).In order to compare with the related experimental data,the offset ratio is set to be 1.0 and the Reynolds number Re is 1.0×10 4 with respect to the jet height L and the exit velocity 0 U.The Finite Volume Method (FVM) with orthogonal-mesh (6.17×10 6 nodes) is used to discretize governing equations.The large eddies are obtained directly,while the small eddies are simulated by using the Dynamic Smagorinsky-Lily Model (DSLM) and the Dynamic Kinetic energy Subgrid-scale Model (DKSM).Comparisons between computational results and experimental data show that the DKSM is especially effective in predicting the mean stream-wise velocity,the half-width of the velocity and the decay of the maximum velocity.The variations of the mean stream-wise velocity and the turbulent intensity at several positions are also obtained,and their distributions agree well with the measurements.The further analysis of dilute characteristics focuses on the tracer concentration,such as the distributions of the concentration (i.e.,0 C /C or /m C C),the boundary layer thickness δ c and the half-width of the concentration c b,the decay of the maximum concentration (0 /m C C) along the downstream direction.The turbulence mechanism is also analyzed in some aspects,such as the coherent structure,the correlation function and the Probability Density Function (PDF) of the fluctuating velocity.The results show that the interaction between the two jets is strong near the jet exit and they are fully merged after a certain distance.     

射流冲刷试验研究(之二)

根据室内试验结果 ,建立了一个能够统一表达圆形喷嘴和矩形喷嘴射流强度的公式 ,建立了由射流产生的冲刷坑的几何尺度与射流强度间的关系。对试验中发生的喷嘴临界提升高度从理论上分析了存在的合理性。依据分析建立的喷嘴在临界提升高度和最大提升高度之间的冲刷坑尺度与射流强度、倾角和提升高度间的关系能够较好地描述试验结果。