植被明渠中横向射流污染物输运扩散特性研究
发布时间：2023-02-17 21:46
水生植被是景观河道、生态河道、人工湿地建设中的重要组成部分。在创造适宜生存环境、构建特定格局及污染物净化方面,具有十分重要的作用。近年来,随着国家对水生态文明和环境保护的日益重视,人与自然的和谐发展,生态景观河道设计、人工湿地、河道防洪、生态环境修复和治理是当前研究的热点问题,其研究均涉及到射流理论,而植被水流对生态环境的修复有着不可替代的作用。目前关于射流方面、植被水流方面的研究颇多,但同时考虑射流和植被水流相互作用的研究还较少。因此,开展射流与植被水流相互耦合作用下污染物输运扩散机理的研究,不仅具有重要的理论意义,而且具有较大的应用价值。根据紊动射流、雷诺方程与量纲分析理论,结合粒子图像测速(PIV)技术与平面激光诱导荧光(PLIF)技术测量手段,研究了无植被、刚性植被与柔性植被三种条件下的紊动扩散、流场和浓度场,研究工作包括以下几点:(1)无植被作用下横向单孔射流速度场和浓度场特性的研究对于无植被作用的横向单孔射流,研究了不同射流流速比情况下三维时均速度场、射流轴线的运动轨迹、雷诺应力与紊动强度。研究了射流的污染物输运扩散特性,包括射流时均浓度场、射流中心线的浓度轨迹、射流浓度半...
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 射流孔数的国内外研究现状
1.2.2 动水环境中射流的国内外研究现状
1.2.3 植被水流国内外研究现状
1.3 文献总结
1.4 主要研究内容及技术路线
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 技术路线
2 试验与方法
2.1 水槽试验系统
2.2 测量系统
2.2.1 流速测量系统
2.2.2 浓度测量系统
2.3 模拟植被材料的选取
2.3.1 刚性植被
2.3.2 柔性植被
2.4 试验布置
2.5 试验工况
3 无植被作用下横向单孔射流掺混稀释特性研究
3.1 无植被作用下横向单孔射流速度场研究
3.1.1 无植被作用下时均速度场
3.1.2 无植被作用下垂线时均流速分布
3.1.3 无植被作用下射流轨迹线流速沿程变化
3.1.4 无植被作用下雷诺应力分布
3.1.5 无植被作用下紊动强度分布
3.2 无植被作用下横向单孔射流浓度场研究
3.2.1 无植被作用下时均浓度场
3.2.2 无植被作用下射流中心线浓度变化
3.2.3 无植被作用下射流浓度半宽变化
3.2.4 无植被作用下射流浓度分布
3.2.5 无植被作用下单孔射流轨迹线浓度沿程变化
3.3 本章讨论
4 刚性植被作用下横向单孔射流掺混稀释特性研究
4.1 刚性植被作用下横向单孔射流速度场研究
4.1.1 刚性植被作用下时均速度场
4.1.2 刚性植被作用下垂线流速分布
4.1.3 刚性植被作用下射流流速沿程变化
4.1.4 刚性植被作用下雷诺应力分布
4.1.5 刚性植被作用下紊动强度分布
4.2 刚性植被作用下的横向单孔射流浓度场研究
4.2.1 刚性植被作用下时均浓度场
4.2.2 刚性植被作用下射流中心线浓度变化
4.2.3 刚性植被作用下射流浓度半宽变化
4.2.4 刚性植被作用下射流浓度分布
4.2.5 刚性植被作用下单孔射流轨迹线浓度沿程变化
4.3 本章讨论
5 柔性植被作用下横向单孔射流掺混稀释特性研究
5.1 柔性植被作用下横向单孔速度场研究
5.1.1 柔性植被作用下时均速度场
5.1.2 柔性植被作用下垂线流速分布
5.1.3 柔性植被下射流轨迹线流速沿程变化
5.1.4 柔性植被作用下雷诺应力分布
5.1.5 柔性植被作用下紊动强度分布
5.2 柔性植被作用下横向单孔射流浓度场研究
5.2.1 柔性植被作用下时均浓度场
5.2.2 柔性植被作用下射流中心浓度轨迹线变化
5.2.3 柔性植被作用下射流浓度半宽变化
5.2.4 柔性植被作用下射流浓度分布
5.2.5 柔性植被作用下单孔射流轨迹线浓度沿程变化
5.3 本章讨论
6 不同植被作用下横向多孔射流掺混稀释特性研究
6.1 不同植被作用下横向多孔射流速度场研究
6.1.1 不同植被作用下时均速度场
6.1.2 不同植被作用下垂线流速分布
6.1.3 不同植被作用下射流流速轨迹线沿程变化
6.1.4 不同植被作用下雷诺应力分布
6.1.5 不同植被作用下紊动强度分布
6.2 不同植被作用下横向多孔射流浓度场研究
6.2.1 不同植被作用下时均浓度场
6.2.2 不同植被作用下多孔射流中心浓度轨迹线变化
6.2.3 不同植被作用下多孔射流浓度分布
6.2.4 不同植被作用下多孔射流轨迹线浓度沿程变化
6.3 本章讨论
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：3744640
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 射流孔数的国内外研究现状
1.2.2 动水环境中射流的国内外研究现状
1.2.3 植被水流国内外研究现状
1.3 文献总结
1.4 主要研究内容及技术路线
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 技术路线
2 试验与方法
2.1 水槽试验系统
2.2 测量系统
2.2.1 流速测量系统
2.2.2 浓度测量系统
2.3 模拟植被材料的选取
2.3.1 刚性植被
2.3.2 柔性植被
2.4 试验布置
2.5 试验工况
3 无植被作用下横向单孔射流掺混稀释特性研究
3.1 无植被作用下横向单孔射流速度场研究
3.1.1 无植被作用下时均速度场
3.1.2 无植被作用下垂线时均流速分布
3.1.3 无植被作用下射流轨迹线流速沿程变化
3.1.4 无植被作用下雷诺应力分布
3.1.5 无植被作用下紊动强度分布
3.2 无植被作用下横向单孔射流浓度场研究
3.2.1 无植被作用下时均浓度场
3.2.2 无植被作用下射流中心线浓度变化
3.2.3 无植被作用下射流浓度半宽变化
3.2.4 无植被作用下射流浓度分布
3.2.5 无植被作用下单孔射流轨迹线浓度沿程变化
3.3 本章讨论
4 刚性植被作用下横向单孔射流掺混稀释特性研究
4.1 刚性植被作用下横向单孔射流速度场研究
4.1.1 刚性植被作用下时均速度场
4.1.2 刚性植被作用下垂线流速分布
4.1.3 刚性植被作用下射流流速沿程变化
4.1.4 刚性植被作用下雷诺应力分布
4.1.5 刚性植被作用下紊动强度分布
4.2 刚性植被作用下的横向单孔射流浓度场研究
4.2.1 刚性植被作用下时均浓度场
4.2.2 刚性植被作用下射流中心线浓度变化
4.2.3 刚性植被作用下射流浓度半宽变化
4.2.4 刚性植被作用下射流浓度分布
4.2.5 刚性植被作用下单孔射流轨迹线浓度沿程变化
4.3 本章讨论
5 柔性植被作用下横向单孔射流掺混稀释特性研究
5.1 柔性植被作用下横向单孔速度场研究
5.1.1 柔性植被作用下时均速度场
5.1.2 柔性植被作用下垂线流速分布
5.1.3 柔性植被下射流轨迹线流速沿程变化
5.1.4 柔性植被作用下雷诺应力分布
5.1.5 柔性植被作用下紊动强度分布
5.2 柔性植被作用下横向单孔射流浓度场研究
5.2.1 柔性植被作用下时均浓度场
5.2.2 柔性植被作用下射流中心浓度轨迹线变化
5.2.3 柔性植被作用下射流浓度半宽变化
5.2.4 柔性植被作用下射流浓度分布
5.2.5 柔性植被作用下单孔射流轨迹线浓度沿程变化
5.3 本章讨论
6 不同植被作用下横向多孔射流掺混稀释特性研究
6.1 不同植被作用下横向多孔射流速度场研究
6.1.1 不同植被作用下时均速度场
6.1.2 不同植被作用下垂线流速分布
6.1.3 不同植被作用下射流流速轨迹线沿程变化
6.1.4 不同植被作用下雷诺应力分布
6.1.5 不同植被作用下紊动强度分布
6.2 不同植被作用下横向多孔射流浓度场研究
6.2.1 不同植被作用下时均浓度场
6.2.2 不同植被作用下多孔射流中心浓度轨迹线变化
6.2.3 不同植被作用下多孔射流浓度分布
6.2.4 不同植被作用下多孔射流轨迹线浓度沿程变化
6.3 本章讨论
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：3744640
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