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。     

波浪作用下双孔射流压强特性试验研究

管道污水向海排放是一种典型的射流运动形式。在射流前行的过程中,波浪所引起的水体往复运动明显制约了射流的形成与发展,射流与波浪的相互作用的研究相对较少。利用数字压力传感器对波浪作用下双孔射流进行物理模型试验研究,分析波浪作用下双孔射流横断面压强分布及轴线衰减规律。试验结果表明:波浪条件下双孔射流横断面压强分布规律与静水条件相似,但是波浪条件下的射流压强大于静水条件下的射流压强,波周期越大,压强峰值增加越大;双孔射流的发展经历了单孔主导、双孔射流间的吸附和混掺、合并等过程;单孔主导区,射流压强分布与静水条件相似;吸附和掺混区,各孔衰减呈现出差异,第1孔与单孔射流类似,第2孔压强衰减较第1孔小,合并区双孔射流已为一股射流,其水动力特性与单孔射流类似;波浪对双孔射流的混掺合并有促进影响,随着周期的增大这种促进作用有增强的趋势,波周期的增大也使得射流合并断面提早出现。表明波周期对射流压强特性有显著影响。     

多孔热水浮射流不同孔间距的数值模拟研究

为研究多孔扩散器不同孔间距对污水排放的影响,采用FLUENT软件中的Reyonlds应力模型并结合SIMPLE算法对动水环境中的多孔浮射流不同位置处的压强场、速度场和温度场展开研究,并对结果进行了对比分析。研究表明:孔间距越大,混合点距孔口的距离越远,吸附效应越不明显,在距孔口同一位置处各物理量的数值也越小。     

平面激光诱导荧光技术测量横流中射流浓度场的研究

利用已建立的考虑了二维数字校正的ＰＬＩＦ浓度场测量系统获得了横流中单孔和五孔垂向射流四种典型工况浓度场，观测到低流速比时射流出分叉现象及尾涡，并给出了马蹄涡结构沿水深的变化过程，文中还对单孔射流的特性进行了比较，分析。     

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。     

喷嘴间距对双股平面射流冲刷的影响

喷嘴间距是影响射流冲刷效果的关键参数。利用FLOW-3D软件对双股平面射流的沙床冲刷进行了数值模拟。固定沙床粒径和冲刷靶距,比较了不同喷嘴间距下冲刷沙坑的形状、深度和面积,分析了冲刷形成的流场和浓度分布。研究发现,两股射流之间会形成漩涡,这种漩涡会消耗射流的能量,但同时又促使中间区域沙床的泥沙残留减小。在某一喷嘴间距下冲坑的深度会出现极小值,设计喷射机具时应避免此种布置。同时存在最佳喷嘴间距,可确保冲刷区域无残留浅点条件下冲坑深度和面积达到最大,获得较佳的冲刷效果。     

多股射流入流间距对下游水利特性影响分析

基于RNG k-ε紊流模型和VOF自由表面追踪法，采用非均匀结构网格技术，建立了三维紊流数学模型，并对多股底流水跃进行了三维模拟，详细分析了入流间距对多股底流消能下游流态的影响规律，探讨了不同孔距比下消力池内的漩涡特性。研究结果表明：入流间距对单股主流两侧流态影响显著，当孔距比大于1.5时，有回流形成；当孔距比大于等于2.0时，在弗汝德数约为7.0条件下，下游消力池底板附近已形成不同强度的立轴漩涡，所得成果可为相似研究提供参考。     

波浪环境下垂直射流动量积分模型

建立了一个基于动量积分法的射流数学模型,以模拟波浪作用下垂直射流近区段的扩散过程。采用自然坐标系统,假定射流流场保持瞬时稳定且相对速度剖面保持高斯分布,考虑波浪作用影响对卷吸函数进行了必要修正,采用拉格朗日追踪法和四阶龙格库塔法,对多个波浪工况下的垂直射流进行了数值计算。结果表明,在微幅波作用下射流的卷吸和掺混作用有所加强,使得射流轴线平均速度衰减加快,而射流影响范围相应增大。通过卷吸函数的波浪修正后,模型中射流垂向平均速度和射流半宽沿轴线的变化与物理实验的测量结果基本一致。     

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。     

不同射流温度对多孔热水浮力射流的影响

为探讨不同射流温度对多孔热辐射流的影响,采用有限元数值模拟方法得出了射流温度分别为35、40、45 ℃时不同位置处的流场和温度场,指出:射流从孔口射出后速度衰减很快,随着距离的增大,速度的衰减逐渐变慢,直至衰减到与环境水流流速相同;射流温度越高,紊动作用越强烈,紊动扩散也越强,达到相同温度时所需的距离越近,射流的影响区域越大.     

流动环境中高浓度射流的三维数值模拟

应用流动环境中高浓度圆孔射流的三维RNG湍流模型,模拟计算不同水深和环境来流下的流态和浓度场分布,结果表明在已有射流区、冲击区以及异重流区的基础上,还存在1个上游入侵区。该上游入侵区的长度随环境流速的增大而减小,水深对其的影响相对较小。射流触底点位置随环境流速以及水深的增大而下移,触底点浓度则随环境流速以及水深的增大而减小。流态分析显示,壁面反射流形成动量较强的附壁射流时,会在较短距离内收缩和膨胀,紊动掺混剧烈,水深较浅时容易形成全水深掺混。比较而言,附壁射流较弱时无上游入侵,在射流孔口下游附近横断面上会形成较为特别的水滴状浓度等值线分布,在水体底部形成更为稳定的异重流。最后探讨了水体底面横向最大浓度沿流向的分布特征。     

喷嘴参数对射流结构影响的数值模拟

根据现有实验条件,建立了物理模型和数学模型.选用k-ε紊流模型,并采用SIMPLEC算法进行数值计算.计算结果表明,角形喷嘴射流没有等速核段,轴心速度衰减与锥形喷嘴射流基本段轴心速度衰减相似,射流断面速度分布具有自模性.从角形喷嘴功能要求及射流动力特性出发,扩散角在30°附近有一较佳值;扩散段长度应达到一定值;圆柱段长度在8mm附近有一较佳值.     

Dilution characteristics of dual buoyant jets in wavy cross-flow environment

Due to the difference in density between the discharge effluent and coastal water, partially treated wastewater is often discharged into the marine environment as a buoyant jet via submarine outfalls with multiport diffusers. The dilution characteristics of effluent discharge (dual buoyant jets) in a wavy cross-flow environment were studied in a laboratory. The planar laser-induced fluorescence technique was used to obtain the concentration data of the jets. The effects of different environmental variables on the diffusion and dilution characteristics of the jets were examined through physical experiments, dimensional analysis, and empirical formulations. It was found that the dilution process of the dual jets could be divided into two components: the original jet component and the effluent cloud component. The jet-to-current velocity ratio was the main parameter affecting the concentration levels of the effluent cloud. The merging of the two jets increased the jet concentration in the flow field. When the jets traveled further downstream, the axial dilution increased gradually and then increased significantly along the axis. Under the effects of strong waves, the concentration contours branched into two peaks, and the mean dilution became more significant than under the effects of weak waves. Therefore, the dilution of the effluent discharge was expected to be significant under strong wave effects because the hydrodynamic force increased. A dilution equation was derived to improve our understanding of the dilution process of buoyant jets in a wavy cross-flow environment. This equation was used to determine the influences of the jet-to-current velocity ratio, wave-to-current velocity ratio, and Strouhal number on the minimum jet dilution. It revealed that the wave and buoyancy effects in effluent discharges were significant.     

孔板在改善溢洪道弯道急流流态中的应用研究

为了在较短的距离内消除经圆弧溢洪道集中下泄水流的大部分动能,并改善水流在平面及过水断面上的流态,根据弯道急流的特点,并结合龙屯水库弯曲溢洪道的工程实践,对在溢洪道上设置的孔板消能工进行了模型试验研究。结果表明：在溢洪道泄槽上设置孔板,可改善弯道冲击波在光滑溢洪道上形成的折冲水流的恶劣流态,使消力池内涌浪高度减小,水流流态相对稳定,主流冲击波基本消失。对整个试验过程作了详细介绍。     

横流中单圆孔紊动射流计算与特性分析

给出了横流中单圆孔紊动射流的数学模型，采用k-ε紊流模式来封闭模型，运用壁函数处理近壁面的流动.对不同流速比的流动，结合混合有限分析法及交错网格进行了计算，其结果与试验资料吻合较好，进而给出了该类流动的特性，有趣地发现在这类流动中存在着分叉现象和马蹄涡结构     

圆形喷嘴平行射流组流体动力学特性

本文在簿剪切层理论基础上，建立了平行射流组的理论模型，并依据Ｐｒａｎｄｔｌ混合长度理论，求出了该模型的分析解。通过该模型的计算分析，得出：（１）沿流动方向轴向速度逐渐衰减，其轴心最大速度衰减与单射流相同；（２）沿ｙ方向，轴向速度按余弦规律分布，并且随着向射流组上游发展，其速度振幅逐渐减少，直到趋于平坦。在离喷嘴足够远的流动相似区，计算结果与实验结果是一致的。     

对蒸发影响下农田排水沟（管）间距计算方法的探讨

本文通过优化拟合方法解决了农田排水沟（管）间距计算在引入新的潜水蒸发理论情况下所出现的复杂积发问题，既简化了有关计算工作，又提高了计算成果的精度。     

动水环境中有限宽窄缝湍射流的水力特性研究

本文采用粒子图像测速(PIV)系统，在分析了水中粒子跟随性的基础上，对动水环境中多种喷口长度和流速比情况下的有限宽窄缝湍射流近区流场进行测试，并结合数值模拟结果分析讨论了动水环境中有限宽窄缝湍射流的近场三维流动特性。在实验观测的流速比范围内，射流势流核长度随着流速比的增加而增大并逐渐趋近于平面自由湍射流的势流核长度，雷诺数对射流的发展轨迹影响很小，射流发展主要由流速比控制。同时，给出了射流背流面逆流区长度与流速比、喷口形状因子之间的关系。