水处理絮凝动力学及其效果的数值模拟

通过杯罐试验和对其内水流流态的数值模拟,分析了搅拌桨几何尺寸和搅拌桨入水深度对絮凝效果的影响.杯罐试验水样浊度为45～450 NTU,混凝剂为复合型聚合氯化铝.应用计算流体力学软件FLUENT对试验中不同水力学条件下的水流流态进行三维数值模拟,以计算所得的紊动动能k和有效能耗ε作为评价絮凝是否充分的指标.结果表明,数值计算所得的k和ε能合理解释絮凝搅拌桨的几何尺寸及其置于水中的高度对絮凝效果的影响.     

水槽动床试验中最佳宽深比的确定

本文根据对DeVoorst水工所水槽动床试验资料及前人研究的成果,综合分析了宽直水槽动床试验中水流宽深比对交错滩形成的影响,水槽宽度对床面切应力和砂丘尺度的影响及利用概化模型初步探讨了在交错滩与砂丘並存的床面形态下,交错滩本身对水流阻力和输沙率的影响.在以上分析的基础上,提出了确定水槽动床试验最适宜的宽深比的条件.文中所提出的交错滩形成的条件也可作为顺直河渠平面形态稳定性的判别条件.     

求解紊流流动方程组的预估-校正法

SIMPLE类方法是一种有效的求解Navier-Stokes方程组的原始变量法．然而，对非恒定流，尽管SIMPLE类方法采用隐式差分离散，允许较大时间步长，但对每一时间步都需要反复的迭代计算，求解相当费时，从分步法的概念出发，本文讨论了用预估-校正法求解隐式离散的Navier-Stokes方程组和k-ε紊流方程的过程，并与SIMPLE方法进行了比较．     

风生环流的准三维数值模拟

本文在水平流速垂向分布表达式采用二次多项式的基础上,对二维浅水方程组中的动量方程进行修正,建立了风生环流的准三维数学模型.应用破开算子法求解考虑动量修正的深度平均方程,对破开后的两个分步分别采用隐式格式和预估-校正格式离散,得到了准三维数值解.验证计算表明该数值模式能用于模拟河口,水库和港湾内的风生环流,算法的稳定性好,收敛快.     

烟气排放污染的三维数值模拟

根据大气的气象特征和烟流的特点,选择了包含浮力项的三维Reynold‘s方程组以及温度和浓度的传输方程,并以k-ε紊流模式闭合方程组。方程组用SIMPLEC算法求解。求解过程中使用逐线递代的三对角矩阵法,辅以单块和双块修正技术。模式首先用于静风环境下烟流的传输问题。然后,对有风中性层结下烟流的对流－扩散进行模拟,并将计算结果与实测数据进行对比,两者吻合较好,证明了模式的实用性。     

有限体积法数学模型在开潭水利枢纽工程中的应用

结合开潭水利枢纽工程物理模型试验,进行不同疏浚方案洪水位变化情况的数学模型研究.针对开潭水利枢纽工程山溪性河道的特性,利用有限体积法构成的二维数值模型模拟其水流特性,根据计算结果对河道疏浚方案进行选择.结果表明,开潭水利枢纽上游90°直线疏浚方案对降低上游洪水位的效果较为明显,同时泄洪闸减少一孔是可行的.应用该模型,可以部分代替水工模型试验,进行水力要素的确定和建筑物布置的优化设计研究,降低试验成本,缩短试验周期.     

连续流好氧颗粒污泥反应器水力特性及亚硝化影响因素

为确定连续流好氧颗粒污泥反应器水流特性及亚硝化影响因素,脉冲加入示踪剂NaCl,测定出水电导率.试验结果表明,反应器流态接近推流型,属非理想流态.对温度、pH值、溶解氧DO、碳氮比C/N、水力停留时间HRT等影响亚硝化的主要操作条件进行了单因素试验.在此基础上,根据数学最优化原理对影响因素进行正交试验.结果表明,对亚硝化产生影响的各操作条件依次为pH值、温度、HRT、DO、C/N比,各因子最优水平组合为pH=8.0、t=29℃、DO=1.0 mg/L、HRT=15 h、C/N=5.在此操作条件下,反应器连续运行1个月,亚硝酸氮累积率平均达到90%以上,氨氮、COD去除率分别达到85%及90%以上.     

水处理絮凝动力学模型研究与应用

对Smoluchowski模型、层流模型、各向同性紊流模型、颗粒直线与曲线模型和絮凝体破碎模型等絮凝动力学模型及其特点、适用条件与应用情况进行分析;提出随着分形理论在絮凝过程中研究与应用的深入,絮凝动力学模型将在研究絮凝体密度测定和水流紊动强度影响、絮凝体成长与破碎过程关系、絮凝体形成和密实结构的工艺条件等方面有新的突破.     

剃齿时齿形中凹误差产生的原因及消除措施

本文从剃齿过程中刀齿——轮齿刚度及力的平衡两个方面,对产生齿形中凹误差的原因作了探讨,并进行了必要的分析计算.在上述分析的基础上,提出了消除齿形中凹误差的措施,即:①反修齿形法;②提高刀齿刚度法;③大、小啮合角平衡接触剃齿法.     

非正交同位网格中的SIMPLE算法

利用有限体积法建立了非正交同位网格系统中的压力校正方程,详细给出了压力校正方程的离散形式,并对正方腔及倾斜角为45°的斜方腔内流场进行了数值模拟计算.结果表明,非正交同位网格系统中的SIMPLE算法具有编程简单,计算量、存储量小,计算效率高,收敛速度快的优点,可用于几何形状比较复杂流场的计算.