平流式沉淀池液固两相流力学特性的立面二维数值模拟

采用双流体模型,选取RNG k-?紊流模型封闭双流体两相流时均方程,对平流式二次沉淀池液固两相流力学特性进行立面二维数值模拟。采用有限体积法求解双流体微分方程;紊动能、紊动能耗散率方程均采用Quick离散格式;耦合求解速度与压力时使用了压力隐式算子分裂PISO(Pressure-Implicit with Splitting of Operators)算法。通过模拟表明:水流经过挡板后,底部是急剧扩散的主流,流速大,上部是回流;流速沿流程逐渐减小,到中部近似均匀流;出口附近水流收缩流出,流速变大。进水口附近紊动动能较大,而后紊动动能沿流程逐渐减小,在出水口附近,由于流速的增大紊动动能也随之增大。将模拟值与实测值进行了对比分析发现,流速的最大误差为10%,出口悬浮物相对浓度的最大误差为15%。这表明该模型能够较好地模拟沉淀池中的水力特性分布规律,对沉淀池的设计具有一定的参考价值。     

井巷污染物横向紊流扩散系数的研究

假设井巷紊流传质中质量传递和动量传递相似,借助紊流传递理论,考虑问题的物理意义,导出了井巷污染物横向紊流扩散系数K_y及其断面平均值K_y其中α、α,和R_e分别是井巷半径,摩擦阻力系数、断面平均风速和Reynolds数,r是横向尺寸,实验室风峒试验结果和理论值相当吻合,试验满足Reynolds相似。     

分汊河道分沙的三维数值模型

为分析汊道口门处水流结构对悬移质分沙的影响,采用带旋流修正的k-ε双方程紊流模型,对分汊河道分流口门处的三维水流结构进行精确计算,并在此基础上,采用可考虑相间滑移的混相流模型对不同形态分汊河道的悬移质分沙进行计算。计算结果显示了分汊口门处表底层水流的差异及横向环流的存在等现象,与前人的实验值吻合良好。计算结果表明,分汊口门处的环流强弱和悬移质垂线分布是影响汊道分沙比与分流比关系的主要因素。     

高拱坝水舌作用下水垫塘流场的二维数值模拟

应用RNGk-ε紊流数值模型,采用二维VOF方法,对溪洛渡拱坝表孔泄洪和表深孔空中碰撞泄洪两种工况下的水垫塘流场进行了数值模拟,给出了水舌从空中抛射或碰撞,下泄至水垫塘并发展到塘内流动稳定的全过程以及流动稳定后的水垫塘流速矢量和底板压强分布图、水垫塘底板最大压强和近壁最大流速的脉动过程.计算结果与溪洛渡相应的实测值以及其他文献计算的最大底板压强和近壁流速吻合较好,说明数值计算方法合理且结果可靠.     

旋转三维紊流流场的数值分析

应用SIMPLEST方法和标准k-ε紊流模型对旋转直通道内的流场进行计算,给出了该旋转流场的速度矢量图及压力场,并将测量截面上的主流和二次流速度分布与实验值作了对比,结果吻合较好,对叶轮机械内的旋转流场的数值模拟有重要意义。     

液—气喷射紊流混合装置的作用及其在环境工程的应用

阐述喷射流体紊流混合装置的作用和应用,建立两级紊流混合速的液－气喷射器的流体动力学方程组。由于液－气紊流混合促进烟气含硫化合物与喷射脱硫剂的化学反应,进一步研究它们对流体的动量及能量方程的影响。讨论影响脱硫除尘的治理效果的主要因素。最后给出液－气喷射装置在环境工程中的应用实例。     

弓形断面管道的紊流速度分布

针对弓形断面管道的紊流速度分布进行了研究。基于圆形断面管道紊流的理论基础之上。采用普朗特半经验理论公式,并且结合一定的似设条件来分析、推导弓形断面管道的紊流速度分布公式,并将公式用数值模拟来计算一定条件下的弓形断面管道的紊流速度分布,与大量的实验相对比,对比结果良好。从而说明了的研究方法及程序较好的模拟了弓形断面管道的紊流速度分布情况,为下一步研究淤积管道的解决方法提供了理论依据。     

采煤工作面瓦斯紊流扩散方程的建立及其探讨

建立了采煤工作面瓦斯三维紊流扩散方程,并对其进一步简化,得到了二维紊流扩散方程,同时提出了它们的应用条件,初步展望了它们在求解采煤工作面瓦斯浓度分布中的应用。     

换热器壳侧紊流流动特性的数值研究

根据体积多孔度、表面渗透度的概念 ,采用分布阻力方法建立了换热器壳侧紊流流动的三维数值模型 ,用修正的 κ- ε模型考虑管束对紊流的产生和耗散的影响 ,用壁面函数法处理壳壁和折流板的壁面效应 .对一管壳式换热器模型的壳侧流动特性进行了数值模拟 ,计算的压力分布与试验值进行了对比 ,并研究了不同紊流模型对计算结果的影响 .结果表明 ,计算的压力分布和试验值吻合良好 ,该模型能有效地模拟管壳式换热器壳侧流动特性 .     

杭州市四堡排污工程浓度场计算

根据钱塘江四堡河段潮流变化大、水深相对较小和江心排污的特点，采用一、二维相结合的两步计算模型，先对全域进行一维非恒定流计算，在获得近区计算边界条件的基础上，对近区采用完全深度平均紊动动能－耗散率（Ｋ－ε）紊流模型进行二维计算。与传统深度平均Ｋ－ε紊流模型相比，该模型反映了流速在深度方向分布不均匀的影响；计入了自由水面与水下地形的影响；采用了组合坐标系统。经观测资料验证表明，该计算模型能较好地描述复杂流动的浓度分布。