横流中底部排污混合区的分析计算

采用Ｋ－ｅ紊流模型对环境水力学中目前研究尚少的横流中底部排污问题进行了数值模拟，用有限分析法给出了正常网格求解原参数的速度，压力迭代格式，静止环境中自由射流和横流中垂直射流的计算结果与实验资料吻合较好，本文首次对横流中不同射流动量比的垂直，倾斜和水平底部排污混合区进行了较全面地，系统地数值计算和分析，给出了不同工况的速度，浓度分布特性和经验公式。     

横流中紊动射流的数值实验研究

采用ＳＩＭＰＬＥ算法等结合高雷诺数Ｋ－ε紊流模型１壁面函数法,混合长度理论和斜交曲线坐标系,编制通用计算程序,研究在给定的横流条件下（即一定的速度、温度、压力和紊流度等）,以及在不同的主流与射流的速度比下,布置在平面壁面和曲面壁面上的横流方向垂直的不同射流的轴线轨迹,流道内速度场的变化规律,另外通过计算和分析表明,紊动射流的存在一定程度上改善了原有的气相流场结构,从而为今后应用紊动射流来对叶栅进行     

同心环管圆孔射流流动特性的数值模拟

采用标准的k-ε模型及混合有限分析法对均匀横流条件下三维受限同心环管中单孔和双孔的横向紊动射流流动进行数值模拟.分别得到单圆孔不同流速比下的射流轨迹线与数学表达式、双圆孔不同间距下的速度场.结果显示：射流比越大,射流深度越深,射流越不容易发生弯曲;射流横断面上速度最大值的偏离程度随横流距离的增加而增大,但增大率越来越小;双孔射流孔间距影响射流轨迹线,由于前一个射流的遮挡作用,后面射流更不容易发生弯曲.     

浅水横流中底部水平热水射流近区的初始稀释--(I) 数学模型及其验证

采用数值模拟方法研究浅水横流中底部水平圆孔热水射流的稀释特性。首先运用量纲分析方法得出了该类流动的影响因素的表达式。并建立了描述热水射流的三维κ-ε紊流数学模型。应用基于混合有限分析法的SIMPLE算法进行求解，结合有效的试验资料，检验了数学模型和计算方法的合理有效性，为进一步研究该类流动的数值特性奠定了基础。     

浅水横流中底部水平热水射流近区的初始稀释--(Ⅱ)特性分析

对多种不同的流速比、不同的喷口密度佛汝德数的浅水横流中水平热水浮力射流进行了大量的数值试验，对整个流场的流动特性作了详尽的分析，得出流速比和密度佛汝德数是影响流场和温度场的主要因素。在大流速比情况下，射流存在分叉现象，流速比R=0．10为附壁（底）流动现象的临界值，并给出了最大入侵深度与流速比的拟合关系式。     

空气压强对垂直入水空泡影响的数值研究

基于RANS方程,结合VOF多相流模型和动网格技术,对带150。锥角头型圆柱体以中等速度垂直 匀速入水空泡进行了数值计算．计算过程中对VOF多相流模型嵌入水和水蒸汽之间的质量输运源项,实现 了水、空气和水蒸汽三项相同时存在的自由液面入水问题数值计算．通过与匀速垂直入水理想空泡模型计算 结果的对比,验证了本文数值计算方法的有效性．对不同空气压强条件下入水空泡形态的数值计算结果分 析,得到了在本文所计算入水工况范围内垂直入水过程中自然空化对入水形态的影响;得到了空泡无量纲闭 合时间、空泡闭合瞬间最大无量纲直径、以及空泡闭合方式与空气压强和入水速度之间的关系等     

排放角度对平面负浮力射流的影响及射流远区特性分析

采用κ-ε湍流模型和混合有限分析算法,对静止环境中多排放角度的平面负浮力射流进行了数值模拟,分析了射流角度和出口密度弗汝德数对负浮力射流特征量的影响,给出了考虑排放角度的最大上升高度计算公式.分析了垂直射流的远区特性,高密度流体以异重流形式向下游流动.     

正交射流尾迹气固两相流动的数值模拟

运用气相ｋ－ε湍流模型和颗粒相代数方程模型对正交射流（垂直的交叉射流）尾迹气固两相流动进行了数值模拟，获得了该流动尾迹的气、固相速度分布，颗粒质量流分布，计算结果与实验值定性符合．文中探讨了一次风口（主流入口）粉气质量比对颗粒混合的影响以及颗粒对气相流场的影响，并得到了一些有价值的结论．     

JONSWAP波环境下湍动射流三维大涡模拟研究

在σ坐标下,采用分步算法求解3维滤波后的Ⅳ-S方程,其中亚格子模型采用作者提出的动力拟序涡粘性模型封闭.数值模拟了波动环境下湍动射流问题.其数值计算结果与实验值和理论值吻合良好.分析了JON.SWAP波环境下垂直湍动射流回流区域拟涡能分布特性以及JONSWAP波作用下射流掺混特性;给出了射流掺混图像和射流对JONSWAP波波能损耗影响特性.成果为随机波作用下污染物排放的掺混与稀释特性研究提供了手段与理论依据.     

横流中紊流射流的三维数值模拟

从空间平均的非恒定三维不可压缩Navier-Stockes方程出发,采用Smagorinsky涡粘性模型模拟湍流,对横流中的射流进行了数值模拟.数值计算中采用了原始变量法,偏微分方程组的空间离散采用Galerkin有限元法,时间离散则采用半隐式.结合水槽实验,对比分析了无浮力和存在浮力两种流动情况下的射流流速场、射流轨迹线以及轨迹线上的流速.计算结果与PIV的实测流场比较表明,计算基本反映了实际的射流流动特点.计算与PIV实测流场得到的射流轨迹线基本一致,轨迹线上的流速两者相差一般在5%左右.     

三牙轮钻头井底漫流速度计算探讨

在喷射钻井过程中,井底漫流速度是清除井底岩屑、净化井底的主动力。应用流体力学的基本原理,在垂直半喷嘴射流井底平面的点源散射物理模型,以及倾斜单喷嘴射流井底平面的源－汇叠加物理模型的基础上,对三牙轮钻头的三倾斜组合射流的井底平面漫流场建立了源－源叠加的物理模型,从而推导出了数学计算式。计算式中几乎包括了三牙轮钻头所有与井底漫流场有关的设计和应用计算参数。通过编制的计算机软件的计算结果表明,井底平面漫流速度和分布与实际和实验结果吻合。理论计算为三牙轮钻头的设计和水力参数设计提供了理论依据。     

新型射流消能的流态演变与极限临底流速研究

本文列举了多个水电站采用挑流及底流消能的应用情况及泄洪雾化特点。针对向家坝水电站所采用的多股多层水平淹没射流的消能型式,分析了影响其效率效果的17个物理参数。表孔单独泄洪条件下,消力池内分别呈自由射流、半潜射流、淹没射流及回复底流的流态演变;中孔单独泄洪条件下,随下游水位的变化,其出现偏流,并随下游水位的升高而消失,同时空间扩散比对其流态演变影响明显;联合泄洪,下游水位对其流态演变影响明显,同时表孔适当收缩对流态改变影响明显。研究表明：表孔单独泄洪,影响其最大临底流速的参数为出口跌坎高程和水流弗氏数;中孔单独泄洪,影响最大临底流速的参数主要为出口跌坎高程和跌坎底坡比;联合泄洪,影响其最大临底流速的为表孔收缩比、表孔侧收缩比、表中孔出口高程差、表中孔出口水流弗氏数及中孔跌坎底坡比。本文展望了高水头大流量低雾化泄洪消能的研究前景。     

准三维矩形交叉射流的数值试验研究

交叉射流是一种较复杂的湍流组合直流射流。本文运用作者所提出的计算机辅助数值试验(CAT)方法,对冷态炉内一次风、二次风两股射流以一定的角度喷射而形成三维交叉射流流场进行了研究。通过对不同高宽比的矩形喷嘴、喷射角、一二次风速度比工况下的数值试验,得到描述交叉射流空气动力特性的两个经验公式。计算结果与现有的实验数据吻合较好。     

静止均匀环境中淹没铅直射流的试验研究

本文根据实测的实验资料,论述了静止均匀环境中淹没铅直射流的横断面流速分布及其轴线速度的变化规律。对射流核长度、射流扩散角与出口弗劳德数、淹没水深之间的关系进行了探讨。并将上述成果与国内外的实验、数值计算的成果进行了对比。     

水垫塘冲击射流附壁区的水力特性

采用粒子成像测速技术(PIV)获得了水垫塘冲击射流全域瞬时精细流场,并在此基础上,对附壁射流区的流速分布规律和水流紊动特征等水力特性进行了系统研究.结果表明:在附壁射流区,射流横向断面的流速、紊动强度分布呈自相似分布规律,具有自由射流的特征;在射流纵向,流速随着流程增加而线性减小,射流半扩展厚度和紊动强度随流程增加而线性增大;并提出了描述附壁射流区射流横向断面流速、紊动强度分布规律的方程,同时得到了附壁射流区射流纵向上流速、半扩展厚度和紊动强度沿流程变化的计算公式.     

Analysis of chamber effect on intermittent pulsation

A numerical study was conducted to seek an optimized dimension of jet chamber in the pulsating impinging flow.The flow and heat transfer effect of the pulsation flow through a jet chamber was investigated.The numerical results indicate that heat transfer effective enhances near the stagnation region for the intermittent pulsed flow with jet chamber compared to that without jet chamber.Simulations of the flow through a jet chamber show that the heat transfer rate on the impingement surface is highly dependent on the velocity at the position which is really close to target surface.Examination of the velocity field suggests that the velocity exists a maximum value as the axis distance increases.In addition,the velocity at the jet hole is enlarged by the jet chamber due to the entrainment effect,and the velocity is amplified even greater as the size of the jet chamber becomes bigger.Nevertheless,the velocity declines quickly while the flow axis distance is more than a certain range,leading to poor heat transfer.Thus,intermittent pulsed flow with jet chamber is suggested as a method of improving heat transfer by employing larger dimensions of jet chamber for appropriate jet-to-surface spacing.     

掺气对射流轴线速度衰减影响的试验研究(“研究生论坛”稿件)

通过物理模型试验,采用CQY—Z8a型针式掺气流速仪测量了掺气射流的轴线速度,对不同条件下的掺气射流轴线速度衰减情况进行了对比研究,分析了入射水流速度、掺气浓度以及射流水股厚度对射流轴线速度衰减的影响,获得了掺气射流轴线速度衰减的变化规律。结果表明：在本试验条件下,射流轴线速度呈线性衰减;入射水流速度对射流轴线速度衰减基本没有影响,表现为不同入射水流速度时,各衰减趋势基本一致;掺气浓度越大,射流轴线速度衰减越快;射流水股厚度越小,射流轴线速度衰减越快。因此提高射流水体的掺气浓度,尽可能分散入水水体,可以加快射流轴线速度衰减,有效减弱射流对下游河床的冲刷。     

横向椭圆射流的大涡模拟

为探索大型电站锅炉横向再燃射流的穿透性，采用大涡模拟方法分别计算了射流速度比率为10的横向圆管湍流射流和椭圆湍流射流，基于射流速度50 m/s的雷诺数为16 600.模拟结果表明，圆管射流中心轨迹与试验数据基本一致，方向因子为0.3的椭圆射流的穿透能力远大于圆管射流穿透力.计算捕捉到了射流上游由开尔芬 亥姆霍兹不稳定性引起的剪切层涡卷、始于近场并主宰远场的逆向旋转涡对和圆管射流尾涡区的垂直上升尾涡.与圆管射流相比，椭圆射流的剪切层涡卷的强度大大减弱，逆向旋转涡对狭长对称，尾涡区的垂直上升尾涡并不明显，这是椭圆射流穿透力提高的主要原因.