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《浙江大学》 2006年
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纯射流在非恒定横流中的流动特性研究

马健  
【摘要】:水环境污染问题是当今世界各国所普遍关注的重大问题。由于经济的发展以及人民生活水平的提高,城市污水、电厂废水、厂矿烟气等的排放量逐渐增加,这些排放过程都跟射流的流动相关。因此,研究各种处置工程中排放口附近的流动特性具有重要的理论研究意义和实际应用价值。运动的环境水体影响污水的初始排放特性,非恒定横流中射流的流动特性因此成为环境水力学的研究热点。本文对圆孔纯射流在非恒定横流中的近场特性进行了数值模拟,并对数值模拟结果进行了验证与分析。本文主要的工作有: (1) 阐述了非结构网格Delaunay三角化方法的实施步骤,介绍了标准k-ε紊流模型与RNG k-ε紊流模型及各自的特点,归纳了非结构同位网格上SIMPLE算法的基本步骤。对实际问题进行概化,采用了数值计算中的简化模型;给出了模型的计算区域与边界条件。确定了数值模拟的工况,采用标准k-ε紊流模型和RNG k-ε紊流模型对圆形纯射流在非恒定横流中近场的流动特性进行了数值模拟,并与模型试验的结果进行了对比与验证,表明数值模拟的计算结果是可信的,RNG k-ε紊流模型更适用射流流动特性的计算。 (2) 得出了不同工况下圆形纯射流在非恒定横流中的速度场、压力场及紊动能分布,探讨了各类场随时间的变化规律以及产生这种现象的内在机理。 (3) 描述了射流z轴方向流速分量w等值线流团在横流传播中的自保性与相似性。通过半经验半理论的方法对射流z轴方向流速分量w等值线流团涡心运动轨迹方程进行了推导,分别建立了涡心运动轨迹x分量与z分量随时间变化的表达式。研究了射流z轴方向流速分量w等值线流团宽度随时间的变化规律并给出了拟合公式。 (4) 分析了射流的几何特征量,得到了射流势流核长度的变化规律及公式,探讨了逆流区长度的变化规律,得出了逆流区长度与射流比之间的相关关系,对小流速比时的工况进行了研究,探讨了射流的附壁现象。 (5) 通过场协同理论与统计学理论,得出了不同x断面的射流动量分配方差与射流abs((?)·▽w)分配方差,探讨了动量扩散的内在机理,从理论上得出了增加动量扩散效率的途径,进一步得出场协同理论同样适合非稳态工况的结论。 (6) 对往复流(Ⅳ区)中射流特性进行了简单的介绍,对射流z轴方向流速分量w等值线流团涡心运动轨迹方程进行了推导,并通过数值模拟的结果对函数关系式中的系数进行了确定。对往复流中射流z轴方向流速分量w等值线的影响范围进行了分析,得出了一些初步结论。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:X143

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【二级参考文献】
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1 柯昌万 姜乃强;西安交大瞄准前沿搭建科研平台[N];中国高新技术产业导报;2006年
2 记者  柯昌万 姜乃强;西安交大瞄准前沿搭建科研大平台[N];中国教育报;2006年
3 本报记者  蒋中意;婺商今年省外投资有何变化[N];金华日报;2006年
4 李攀峰;白糖“毕其功于一役”[N];期货日报;2008年
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7 记者 李华;我省18项成果获奖励[N];西安日报;2006年
8 李玉芳 李明;高熔体强度聚丙烯的特点[N];中国包装报;2008年
9 记者 黄蓉芳;专家十说广州发展新思路[N];广州日报;2008年
10 本报记者  姜泓冰;农民工,生活因读书而改变[N];人民日报;2006年
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2 杜东兴;可压缩性及粗糙度对微细管内流动及换热特性的影响[D];清华大学;2000年
3 吴玮;污水海洋扩散器海水入侵及清除特性研究[D];河海大学;2006年
4 闻岩;蛇型运动篦冷机熟料冷却方法及流动规律研究[D];燕山大学;2009年
5 李庆领;聚合物在挤出加工过程中的传热及流动特性研究[D];华中科技大学;2004年
6 成立;泵站水流运动特性及水力性能数值模拟研究[D];河海大学;2006年
7 李志鹏;涡轮桨搅拌槽内流动特性的实验研究和数值模拟[D];北京化工大学;2007年
8 田兆君;煤矿防灭火凝胶泡沫的理论与技术研究[D];中国矿业大学;2009年
9 张金锁;旋转曲线管道粘性流体流动特性研究[D];浙江大学;2001年
10 林江;气力输送系统流动特性的研究[D];浙江大学;2004年
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1 陈丽梅;出口特性对循环流化床锅炉内循环影响的实验研究[D];太原理工大学;2006年
2 张小成;陶瓷蜂窝体传热及气体流动特性数值模拟研究[D];辽宁科技大学;2007年
3 郭贞;循环流化床底部区域流动特性的数值模拟[D];中国石油大学;2008年
4 贾文广;聚丙烯酰胺颗粒—空气混合物流动及阻力特性研究[D];青岛科技大学;2009年
5 关军;通风空调系统中气溶胶微粒的流动特性与实验研究[D];湖南大学;2004年
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7 肖微;轴流转桨式水轮机含间隙的内部流动数值研究与分析[D];西安理工大学;2007年
8 邵天成;几种强化管的传热特性及污垢特性的实验研究[D];东北电力大学;2007年
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