三維非恒定流場中圓形浮射流的數(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)非定常運動狀態(tài),污水排入后實際是在三維動水環(huán)境中得到稀釋,而在動水情況下污染物質的稀釋是潮流和射流共同作用的結果.污染物質濃度的空間變化取決于這一復雜流動的時均特性和紊動特性.目前就科學研究狀況來說認識和描述脈動量及非恒定問題存在很大的困難,對污水在潮流中的排放問題的研究和實驗都比較少.該文試圖通過數(shù)學模型的方法對這一情況下的污水排放射流問題進行研究,為污水排海工程提供可行的參考模型.該文采用動量積

2、分方法建立數(shù)學模型求解射流問題,它較微分方程求解法簡單.其思想是建立在流動自相似假定的基礎上,使流動的控制微分方程簡化成常微分方程,并以邊界條件使方程封閉,從而結合定解條件來預報浮射流的流動特性,如流速和濃度的分布規(guī)律.該研究共分五章:1.概述.第一章簡要介紹了浮射流研究的發(fā)展以及國內外的研究現(xiàn)狀,在較全面的了解了與該課題相關領域研究現(xiàn)狀的基礎上提出該研究的工作內容和方法.2.數(shù)學模型的建立.第二章在如下基本假設的基礎上建立了三維動水環(huán)

3、境下圓形浮射流的數(shù)學模型:假設圓形浮射流排放到無限水域,射流為定常充分紊動的,環(huán)境流體為不可壓縮流體,壓力梯度假設為垂向.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,對第二章推求的模型進行求解,并近似計算模擬了三維動水環(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,檢驗該模型計算結果的可信程度.4.該研究與其他數(shù)學模型及實驗結果的比較.第四章則在第三章的基礎上,將該研究建立的數(shù)學模型在同一工況下和早川典生的模型結果以及試

4、驗數(shù)據(jù)進行比較,結果表明該文的計算結果和實驗數(shù)據(jù)符合較好,并較其他模型計算結果精確.5.總結和展望.第五章則主要對該研究的方法以及計算結果和結論在總體上進行了總結,并對該課題的后續(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,該研究應用動量積分方法對三維動水環(huán)境下的污水排海射流研究,從理論和計算結果來看應該是比較成功的.動量積分方法較其他的方法計算簡單,編寫出的計算程序運行速度快,計算結果可信度較高,在實際工程中的應用較多.該研究