波流环境中垂向圆管射流三维运动和稀释过程模拟

发布时间：2019-08-06 11:47

【摘要】：采用大涡数值模拟方法建立了波流环境中垂向圆管射流三维物质输运数学模型,在此基础上分析了波流共同作用下射流运动和稀释过程,并探讨了波浪对射流三维时均浓度特征的影响。数模结果与实测数据的对比表明,该模型能够正确复演波流环境中射流速度和浓度沿水深分布的规律。引入了射流的三维浓度特征指标,即断面最小稀释度及其垂向位置和断面可视范围面积,发现随着波高或波周期的增大,波流环境中射流的断面可视范围面积逐渐增加,这说明波浪对射流的稀释起到一定的促进作用。
【图文】：

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268水科学进展第28卷上时均浓度沿水深分布数值模拟结果与实测数据对比，总体上两者的吻合程度可以接受。图2横流环境中射流不同下游断面上时均速度数值模拟结果与实验数据对比Fig.2Comparisonbetweennumericalandexperimentalresultsofthejettime-averagedvelocitiesondifferentdownstreamsectionsinthecross-flowenvironment图4为波流环境中射流不同下游断面上20个波周期内时均水平和垂向速度沿水深分布数值模拟结果与实测数据对比。本模型可以正确预测射流在不同下游断面上的各速度分量沿水深变化规律，基本能够捕捉射流垂向速度在水深方向上两个峰值的位置和大小，仅在上侧的射流体和周围水体交界面处精度稍有偏低。图5为波流环境中射流不同下游断面上20个波周期内时均浓度沿水深分布数值模拟结果与实测数据对比，两者吻合较好，模型能够较准确地模拟下游断面上时均浓度沿水深出现两个峰值的特征。
【作者单位】： 河海大学港口海岸与近海工程学院;河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51379072) 中央高校基本科研业务费资助项目(2016B13214)~~
【分类号】：TV139.2

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