三維非恒定流場(chǎng)中圓形浮射流的數(shù)值模擬研究.pdf

1、由于潮汐的作用,河口及近海水域的水呈現(xiàn)非定常運(yùn)動(dòng)狀態(tài),污水排入后實(shí)際是在三維動(dòng)水環(huán)境中得到稀釋,而在動(dòng)水情況下污染物質(zhì)的稀釋是潮流和射流共同作用的結(jié)果.污染物質(zhì)濃度的空間變化取決于這一復(fù)雜流動(dòng)的時(shí)均特性和紊動(dòng)特性.目前就科學(xué)研究狀況來(lái)說(shuō)認(rèn)識(shí)和描述脈動(dòng)量及非恒定問題存在很大的困難,對(duì)污水在潮流中的排放問題的研究和實(shí)驗(yàn)都比較少.該文試圖通過數(shù)學(xué)模型的方法對(duì)這一情況下的污水排放射流問題進(jìn)行研究,為污水排海工程提供可行的參考模型.該文采用動(dòng)量積

2、分方法建立數(shù)學(xué)模型求解射流問題,它較微分方程求解法簡(jiǎn)單.其思想是建立在流動(dòng)自相似假定的基礎(chǔ)上,使流動(dòng)的控制微分方程簡(jiǎn)化成常微分方程,并以邊界條件使方程封閉,從而結(jié)合定解條件來(lái)預(yù)報(bào)浮射流的流動(dòng)特性,如流速和濃度的分布規(guī)律.該研究共分五章:1.概述.第一章簡(jiǎn)要介紹了浮射流研究的發(fā)展以及國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,在較全面的了解了與該課題相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上提出該研究的工作內(nèi)容和方法.2.數(shù)學(xué)模型的建立.第二章在如下基本假設(shè)的基礎(chǔ)上建立了三維動(dòng)水環(huán)

3、境下圓形浮射流的數(shù)學(xué)模型:假設(shè)圓形浮射流排放到無(wú)限水域,射流為定常充分紊動(dòng)的,環(huán)境流體為不可壓縮流體,壓力梯度假設(shè)為垂向.3.模型的數(shù)值解.第三章主要在給定的初始條件和工況下,對(duì)第二章推求的模型進(jìn)行求解,并近似計(jì)算模擬了三維動(dòng)水環(huán)境下圓形浮射流的各特征量的發(fā)展規(guī)律和近區(qū)稀釋度情況,檢驗(yàn)該模型計(jì)算結(jié)果的可信程度.4.該研究與其他數(shù)學(xué)模型及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較.第四章則在第三章的基礎(chǔ)上,將該研究建立的數(shù)學(xué)模型在同一工況下和早川典生的模型結(jié)果以及試

4、驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,結(jié)果表明該文的計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合較好,并較其他模型計(jì)算結(jié)果精確.5.總結(jié)和展望.第五章則主要對(duì)該研究的方法以及計(jì)算結(jié)果和結(jié)論在總體上進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)該課題的后續(xù)工作和有待近一步研究的問題給出合理的方向.綜上所述,該研究應(yīng)用動(dòng)量積分方法對(duì)三維動(dòng)水環(huán)境下的污水排海射流研究,從理論和計(jì)算結(jié)果來(lái)看應(yīng)該是比較成功的.動(dòng)量積分方法較其他的方法計(jì)算簡(jiǎn)單,編寫出的計(jì)算程序運(yùn)行速度快,計(jì)算結(jié)果可信度較高,在實(shí)際工程中的應(yīng)用較多.該研究