橫流環(huán)境中異重淹沒沖擊射流研究.pdf

1、上海大學(xué)博士學(xué)位論文橫流環(huán)境中異重淹沒沖擊射流研究姓名：樊靖郁申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：流體力學(xué)指導(dǎo)教師：王道增20030901』海人學(xué)博j學(xué)位論文比密切相關(guān)，橫向濃度分布存在不對(duì)稱性和不均勻性，當(dāng)流速比相對(duì)較小時(shí)在過渡區(qū)和遠(yuǎn)區(qū)存在明顯的橫向高濃度聚集現(xiàn)象。近區(qū)的稀釋和混合機(jī)理受到大尺度渦結(jié)構(gòu)的顯著影響，而遠(yuǎn)區(qū)的稀釋和混合表現(xiàn)為(負(fù))浮力主導(dǎo)的由兩層具有不同平均流速分布、不同密度的流體形成的界面摻混。本文在比較了四種紊流模型結(jié)合壁面函數(shù)法

2、對(duì)軸對(duì)稱沖擊射流流場(chǎng)數(shù)值模擬的適用性和有效性的基礎(chǔ)上，采用RNGk—E紊流模型結(jié)合壁面函數(shù)法對(duì)淺水橫流環(huán)境中異重淹沒沖擊射流近區(qū)的三維流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和濃度分布特性進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)值計(jì)算，計(jì)算結(jié)果得到了近區(qū)范圍內(nèi)各區(qū)域的平均流速、紊動(dòng)能和濃度分布，在總體上的分區(qū)結(jié)構(gòu)與本文實(shí)驗(yàn)中的流動(dòng)顯示結(jié)果一致，過渡區(qū)橫斷面內(nèi)的垂向和橫向濃度分布特征與本文實(shí)驗(yàn)中的濃度測(cè)量結(jié)果相同。本文還詳細(xì)分析了近區(qū)范圍內(nèi)各區(qū)域的大尺度渦結(jié)構(gòu)的流動(dòng)特性及其對(duì)污染物稀釋和混合的影

3、響，結(jié)果表明沖擊區(qū)內(nèi)異重射流沖擊底壁后形成的壁射流與環(huán)境橫流的相互作用具有強(qiáng)烈的三維特征，滯止點(diǎn)上游壁面渦的存在使得滯止點(diǎn)附近濃度增大。滯止點(diǎn)下游壁射流區(qū)紊動(dòng)摻混較大，射流厚度沿縱向的擴(kuò)展受(負(fù))浮力的影nl自jd于等密度壁射流的線性擴(kuò)展關(guān)系。過渡區(qū)內(nèi)紊動(dòng)能沿垂向的最大值出現(xiàn)在底層壁射流的外層，垂向濃度分布的最大值位于底壁附近，沿垂向和縱向逐漸衰減。當(dāng)流速比較小時(shí)，過渡區(qū)內(nèi)的橫向濃度分布受到環(huán)繞沖擊區(qū)由底層壁射流與環(huán)境橫流相互作用形成的