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垂向密度变化的环境流体中射流特性的数值研究

林伟波  
【摘要】:在污水直接进入环境流体之前,以孔口浮射流的形式释放污水并确保污水在排污口快速混合非常重要。因此,精确的了解和预测浮射流的特性与混合状况有很重要的意义,而用数值模拟的方法来全面研究分层环境流体中射流的混合过程则是一个重要的技术手段。 本文以垂向密度变化的环境流体为背景,采用k-ε紊流模型,建立了垂向二维浮射流的数值模型。浮射流紊流模型的求解采用有限体积法与SIMPLE算法。模型研究对象为Derek,Raymond和Wong在1984年所研究的分层流中的浮射流实验,对垂向密度线性变化的水平浮力射流和垂直浮力射流进行了数值模拟,得到射流的流速场,密度场,射流轨迹,稀释度和射流宽度等的分布规律。通过数值模拟和实验结果的对比分析表明,两者吻合较好。 所建立的垂向二维浮射流紊流模型能够比较精确的模拟分层环境流体中浮射流的水流状况和射流进入环境流体的混合状况,对研究污水排入密度分层环境流体的混合状况有一定的实用价值,并能为排污工程提供理论分析依据。


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