水中絮凝體分形成長(zhǎng)動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)研究.pdf

1、絮凝是給水處理工藝的重要組成部分。絮凝工藝中形成絮體的粒度分布,結(jié)構(gòu)以及強(qiáng)度對(duì)絮凝的最終效果以及后續(xù)工藝的運(yùn)行及成本等有著直接的影響。觀測(cè)評(píng)價(jià)絮體在絮凝過程中的變化,分析不同控制參數(shù)對(duì)絮凝效果的影響,是市政工程中需要研究的重要課題。絮凝工藝的影響因素眾多,由于試驗(yàn)和檢測(cè)手段的制約,使人們對(duì)絮凝機(jī)理的研究仍不是非常明確。
　　為了實(shí)現(xiàn)對(duì)絮體的成長(zhǎng)過程的描述,人們提出了多種絮體成長(zhǎng)模型。本文通過比較不同模型的特點(diǎn),選取了有限擴(kuò)散單體凝

2、聚模型(DLA)和有限擴(kuò)散集團(tuán)凝聚模型(DLCA),分別在Matlab平臺(tái)上進(jìn)行了三維空間內(nèi)虛擬絮體生長(zhǎng)過程的仿真。在仿真過程中,首先建立了虛擬絮體的評(píng)價(jià)方法,分別對(duì)模型中絮體的形態(tài)指標(biāo)做出了評(píng)價(jià),包括絮體的回轉(zhuǎn)半徑,分形維數(shù),孔隙率等。固定仿真的邊界條件,研究以上兩種模型中絮體成長(zhǎng)過程中絮體形態(tài)發(fā)生的變化規(guī)律。最后將模型中的控制參數(shù)與實(shí)際絮凝工藝的影響因素聯(lián)系起來(lái),通過改變模型中的控制參數(shù),來(lái)分析實(shí)際絮凝工藝中不同影響因素對(duì)絮凝效果的

3、影響。在三維DLA模型中,改變的控制變量包括釋放的粒子數(shù),初始釋放半徑,粒子碰撞后發(fā)生粘附的幾率。在三維DLCA模型中,改變的控制變量包括初始顆粒的分布,初始顆粒的數(shù)量,系統(tǒng)中顆?；驁F(tuán)簇的運(yùn)動(dòng)方式。
　　對(duì)三維DLA模型和三維DLCA模型中絮體成長(zhǎng)過程進(jìn)行對(duì)比,分析了二者的不同點(diǎn),得出了三維DLCA模型要優(yōu)于三維DLA模型的結(jié)論。將三維DLCA模型中得到的三維絮體圖像進(jìn)行了不同角度的二維投影,通過分析驗(yàn)證了實(shí)際絮凝過程中二維影像檢