純射流在非恒定橫流中的流動特性研究.pdf

1、水環(huán)境污染問題是當今世界各國所普遍關注的重大問題。由于經濟的發(fā)展以及人民生活水平的提高，城市污水、電廠廢水、廠礦煙氣等的排放量逐漸增加，這些排放過程都跟射流的流動相關。因此，研究各種處置工程中排放口附近的流動特性具有重要的理論研究意義和實際應用價值。運動的環(huán)境水體影響污水的初始排放特性，非恒定橫流中射流的流動特性因此成為環(huán)境水力學的研究熱點。本文對圓孔純射流在非恒定橫流中的近場特性進行了數(shù)值模擬，并對數(shù)值模擬結果進行了驗證與分析。本文主

2、要的工作有： (1)闡述了非結構網格Delaunay三角化方法的實施步驟，介紹了標準k-ε紊流模型與RNGk-ε紊流模型及各自的特點，歸納了非結構同位網格上SIMPLE算法的基本步驟。對實際問題進行概化，采用了數(shù)值計算中的簡化模型；給出了模型的計算區(qū)域與邊界條件。確定了數(shù)值模擬的工況，采用標準k-ε紊流模型和RNGk-ε紊流模型對圓形純射流在非恒定橫流中近場的流動特性進行了數(shù)值模擬，并與模型試驗的結果進行了對比與驗證，表明數(shù)值模

3、擬的計算結果是可信的，RNGk-ε紊流模型更適用射流流動特性的計算。 (2)得出了不同工況下圓形純射流在非恒定橫流中的速度場、壓力場及紊動能分布，探討了各類場隨時間的變化規(guī)律以及產生這種現(xiàn)象的內在機理。 (3)描述了射流z軸方向流速分量w等值線流團在橫流傳播中的自保性與相似性。通過半經驗半理論的方法對射流z軸方向流速分量w等值線流團渦心運動軌跡方程進行了推導，分別建立了渦心運動軌跡x分量與z分量隨時間變化的表達式。研究了

4、射流z軸方向流速分量w等值線流團寬度隨時間的變化規(guī)律并給出了擬合公式。 (4)分析了射流的幾何特征量，得到了射流勢流核長度的變化規(guī)律及公式，探討了逆流區(qū)長度的變化規(guī)律，得出了逆流區(qū)長度與射流比之間的相關關系，對小流速比時的工況進行了研究，探討了射流的附壁現(xiàn)象。 (5)通過場協(xié)同理論與統(tǒng)計學理論，得出了不同x斷面的射流動量分配方差與射流abs((-u)·(△)w)分配方差，探討了動量擴散的內在機理，從理論上得出了增加動量擴