污水海洋擴散器海水入侵及清除特性研究.pdf

1、污水海洋處置方法是一種經濟有效的城市污水和工業(yè)污水處置方式，海水入侵擴散器系統(tǒng)是影響排污水力效率的重要因素之一，在工程中一直未得到很好解決。本文運用實驗量測方法和三維數(shù)值模擬方法對海水入侵及清除流動過程中擴散器系統(tǒng)內部的流動結構以及影響因素進行了較為全面的研究，得到了一些有意義的結論。本文的主要研究包括： (1)在實驗室中建立海水入侵及清除流動物理模型實驗系統(tǒng)，將PIV激光圖像測速技術應用于污水擴散器系統(tǒng)內部流場的量測，觀測得

2、到擴散器系統(tǒng)內部流場結構及發(fā)展過程，對系統(tǒng)內部流場發(fā)展細部特征進行分析，闡述海水入侵和清除的流動機理。 (2)建立擴散器系統(tǒng)內水流三維數(shù)值計算模型，該模型主要基于非結構網格有限體積法，采用RNGκ-ε紊流模型對紊動特征進行模擬，引入流體體積分數(shù)方程對密度分層流及其交界面的物質交換過程進行模擬。 (3)利用建立的三維數(shù)值計算模型對概化的方形截面擴散器系統(tǒng)海水入侵與清除過程進行模擬，將模擬結果與現(xiàn)有的二維數(shù)值模型計算結果

3、和實驗成果進行比較，分析所建立的三維數(shù)值模型與現(xiàn)有二維數(shù)值模型模擬效果的差異，探討三維數(shù)值模型在流動非恒定特征、密度分層流及交界面紊動摻混特征、流動三維結構特征等關鍵流動機制方面的模擬效果。 (4)利用所建立的三維數(shù)值模型對圓形截面擴散器系統(tǒng)的海水入侵及清除流動過程進行模擬，通過與實驗實測流場進行比較，分析三維數(shù)值模型對圓形截面擴散器系統(tǒng)海水入侵及清除流動的預測能力，比較結果表明三維數(shù)值模型能夠對海水入侵與清除流動的非恒定過程