均匀入流沟渠的流量与沿程水深变化规律

近年来,在城市建设过程中,广场、公园、城市道路等区域大量采用线性排水沟或缝隙排水,有沿程入流的沟渠为非均匀流,因此,在上述排水方式中普遍采用的谢才公式计算方法会产生较大误差。针对上述问题,采用物理模型方法,研究了沿程均匀入流对明渠恒定流水面曲线的影响,提出了不同坡度、渠底宽度和壁面粗糙度条件下的水面曲线,并与谢才公式计算结果进行了比较。结果表明:在各实验工况条件下有沿程入流时,沟渠内水面曲线均沿程增加,与谢才公式计算结果有明显差异,并进一步拟合出流量-水深的计算关系公式。上述研究成果对研究和优化道路边沟、线性排水等沿程均匀入流沟渠的水力断面设计计算具有重要意义。     

污染带单宽流量分布参数研究

讨论了单宽流量横向分布参数b_0和b的范围,并按水位级、断面形和低流速状作了研究。这对无实测流场资料的河流进行污染带计算,具有应用前景。     

河流水质随机预测与综合整治风险优化决策模型

本文将提出两个数理模型：已知上游来水及其各排污水河口废水流量及污染物浓度的均质及其变异系数，怎样计算控制断面达到各种水质目标的概率？即河流水质随机预测问题；给定控制断面水质目标及其达标概率，即随机风险水质目标的要求，怎样计算最优、较优等综合整治方案？即水污染综合整治风险优化决策问题。     

太湖水环境模型关键参数曼宁系数的水槽试验

曼宁系数是在水流计算和实际工程中应用最广泛的水流阻力系数,是河湖阻力研究中的重要方向。基于室内循环水槽,利用三维声学多普勒流速仪,研究了不同沉水植株密度和水体流速下曼宁系数的变化特性。根据摩阻力相似原理、实际曼宁系数和试验曼宁系数换算公式,计算得到不同工况下的太湖曼宁系数;并通过回归拟合,得到太湖曼宁系数与植株密度、株高和水体流速的最优拟合方程式。结果表明:当湖底植株状况一定时,太湖曼宁系数与水体流速呈明显的单调递减幂函数关系;当植株密度 ≤ 200株/m2,水体流速和株高一定时,太湖曼宁系数与植株密度呈单调递增关系;当水体流速与植株密度一定时,太湖曼宁系数与植株株高呈单调递增关系。通过试验模拟得到太湖实际曼宁系数,对沉积物-水界面氮磷营养盐的迁移转化研究、富营养改善及湖泊长效管理具有重要意义。     

渭河关中段生态基流保障的水质水量响应关系研究

以渭河关中段为研究对象,结合渭河关中段的水文和水质特征,建立了渭河关中段水质水量响应关系计算程序.设置现状年(2007年)生态基流调控方案,通过渭河关中段生态基流保障调控模型计算渭河关中段各断面调控后的流量.将调控后的各断面流量输入渭河关中段水量水质响应关系的Visual Basic程序中,计算得到各断面水质与枯水期平均流量、最小流量及90％基流保证率流量的响应关系.结果表明,林家村断面至常兴桥断面水质相对较好,且优于地表水环境质量标准(GB 3838-2002)V类水标准,兴平断面至新丰镇桥断面之间水质相对较差.本文可为渭河关中段枯水期生态基流保障及水质改善提供技术支持.     

长江,嘉陵江重庆城区段流管划分及其水力学参数的确定

用作水流平面图的方法来计算河流累积流量，根据确定的流管系数对累积流量曲线进行分割，求得二维水质数学模型所需的流管宽度，水深和平均流速等水力学参数。     

沱江水质管理规划的效益分析

本文首先用直接计算的方法计算出沱江干流工业污染损失的情况.用费用—收益分析得出水污染控制中各断面的水质目标,用离散规划方法计算出如何控制污染源使费用最小,并对调节枯水流量的效益进行了分析.最后较为详细地讨论了利用沱江同化容量的效益问题.河流污染控制可以通过人工处理减少污染物排放量,亦可利用河流同化容量资源使河流满足环境目标,两者如何选择,本文进行了探讨.     

MIKE21曼宁数对水域流速模拟影响研究

曼宁数作为MIKE21水域水动力模拟的一项重要参数,其取值的合理性直接影响模拟结果的精确性。掌握曼宁数对水域流速模拟结果的影响规律,可节约参数率定时间。以南粤狮子洋感潮水域作为模拟对象,并将不同曼宁数下水域内特定点位流速模拟值与实测值进行对比,得出曼宁数对水域流速模拟结果的影响规律。在实际应用中,可选取一个较为常用的曼宁数,并将特定点位流速模拟值与实测值随时间的变化幅度进行对比,有针对性地调整曼宁数的取值,从而更快地获得较为精确的模拟结果。     

河流生态流量保障程度遥感监管技术方法研究

以桑干河石匣里控制断面为研究对象,构建了基于遥感技术的生态流量保障程度监管技术方法体系,并对河流生态流量保障程度进行了评估.结果表明：基于河流断面面积和水位数据,计算得到桑干河石匣里控制断面生态水面宽为枯水期6.52 m,丰水期11.50 m;基于高分辨率遥感影像（2015—2019年）提取石匣里控制断面水面宽的变化范围为3.6～45.0 m,且精度误差在1个像元左右;石匣里控制断面生态流量满足程度除2018年为75%以外,2015—2019年生态流量满足程度均为100%,可以初步判定桑干河中游石匣里控制站的生态流量可以得到保障.     

杭州湾南岸岸线变化对水动力的影响累积效应

基于FVCOM数值模型,针对杭州湾南岸区域,采用移动固边界的方法,对1984年、2010年以及2020年(规划岸线)3个不同时期杭州湾南岸区域的岸线地形进行了模拟,计算了各个时期水动力场。通过对比发现,在人工及自然因素长期对近岸岸线地形的共同改变作用下,金塘水道区域3个时期水动力场有较显著变化。分析宁波舟山海域间水道的三个过流断面的流量发现,3个年代流量有累积变化的趋势。经过进一步分析可推测,在落潮流挟沙能力足够的条件下,水动力的变化可能会进一步加剧南岸及金塘水道区域宁波港(镇海区、北仑区)的淤积,从而影响该区域港口航道的正常使用。     

辐流式二沉池的数值模拟及应用

采用标准k—ε两方程紊流模型和简化的多相流Mixture模型对辐流式沉淀池内的水流速度场和悬浮物浓度场进行了模拟。通过验证表明该模型能够很好地模拟沉淀池中水流流场以及污泥的分布情况。利用该模型模拟辐流式沉淀池在不同进水流速和不同挡板布置形式下的水流流场、悬浮物的浓度场,经过分析比较提出了更合理的沉淀池运行工况,并优化了挡板的布置形式,以期提高沉淀池的运行效率。     

双进水管系统对单通道矩形圆弧角养殖池水动力特性影响的数值研究

为研究双进水管结构工况不同布设位置对海水循环水矩形圆弧角养殖池池底水动力特性的影响,基于RNG k-ε湍流模型,应用计算流体力学仿真技术,对双进水管结构工况下6种不同布设位置的养殖池内部流场进行三维数值模拟,采用流体动力学特征量重点分析排污口附近复杂的流场形态。研究结果表明:双进水管结构中进水管的布设位置对养殖池底部流速分布影响显著,双进水管均布设在圆弧角位置是优选布设,有利于改善养殖池底部水动力特性。     

稻田表面流去除鱼塘养殖水中的氮、磷效果试验研究

池塘水质对水产养殖非常重要,本研究的目的在于探索稻田面流净化池塘养殖水质的技术途径。在养殖池塘旁稻田内布置9个小区,进行田间面流试验,取水样进行分析。结果表明：在1．5—6．0m^3／h（相应的平均流速为7．5～30m／h）的水力负荷下,鱼池水经稻田表面流处理后可得到一定净化;N、P的去除率与稻田表面流的流量（流速）有关,随流量增大呈减小趋势;在抽穗一扬花期稻田可有效减少养殖水的氮磷含量,在拔节期一孕穗期可显著减少NOf—N含量,有利改善池塘养殖环境。     

单通道方形海水养殖池基于流场均匀性的结构优化研究

由于海水循环养殖生产中常见的方形养殖池存在较大的低流速容积（死区容积）,本文提出以圆弧角代替直角的方式对方形养殖池结构进行优化,既保持较高空间利用率,又可以改善养殖池的流场均匀性。本文建立了不同圆弧角尺度养殖池的三维湍流数值计算模型,运用计算流体力学技术（computational fluid dynamics,CFD）对养殖池流场均匀性开展研究,重点分析了养殖池内流速分布,并提出研究流场均匀性的判别系数UC₅₀（均匀系数）。研究结果表明:相比方形养殖池,0.2≤R/B（相对弧宽比）<0.4时养殖池内的中流速区占比相对较高,流场均匀性显著改善。本文的研究成果为方形圆弧角养殖池的设计给予了理论依据,为方形养殖池的结构优化提供优选设计参数。     

直通式袋式除尘器气流分布数值分析

利用CFD方法对燃煤电厂大型直通式脉冲袋式除尘器气流分布进行数值分析,给出了袋式除尘器箱体流量分配、每个滤袋单元处理风量、滤袋迎面气流速度的大小和分布,数值分析结果与模型试验、现场测试的结果基本吻合,可作为除尘器结构设计优化的依据。     

筑坝河流水动力条件对浮游植物动态变化的影响

河流筑坝后水动力条件发生改变,影响了浮游植物的动态变化,目前对这一过程的研究相对较少。为此,本研究对乌江河流-水库体系浮游植物和流速及相关环境因子进行了季度调查。研究区域水体平均流速为032 m/s,变化范围为001～132 m/s;浮游植物中硅藻、蓝藻、甲藻对水体流速变化最敏感:在流速小于005 m/s时,蓝藻与硅藻占比最大,甲藻次之,其他藻类占比较低;流速在005～010 m/s之间,蓝藻占比下降,硅藻、甲藻及绿藻占比上升,其他藻类占比较低;流速大于010/s时,硅藻占比达到绝对优势。浮游植物细胞丰度随着流速的增加表现出先增加后减小的趋势,两者之间存在单峰关系;不同流速下浮游植物会出现较明显的聚类特征。     

硼铁合金烟气净化喷淋塔气液两相流数值模拟

基于计算流体力学(CFD)技术,采用fluent软件平台,针对某硼铁合金厂烟气处理系统中现有设计参数及操作条件下喷淋塔内部流场进行了三维数值模拟分析,对有无喷淋条件下的烟气流场分布进行了对比,另外还分析了喷淋压力,烟气进口速度,以及液滴分布对气液流场分布的影响。较高的喷淋压力和较低的烟气速度有利于气液两相间的传质,液滴的分布也影响着气液两相的传质效率。     

扬水曝气器类型对分层水库藻类控制效果的影响

为优选扬水曝气器的类型以更经济有效地原位控藻,建立了基于Fluent软件的水库水动力与水质数值模拟方法,在不同温度梯度和水深条件下,预测了淹没式和非淹没式扬水曝气器对分层水库中藻类控制的效果. 以金盆水库扬水曝气水质改善工程为案例,对扬水曝气器外围流场和藻类混合迁移过程进行数值模拟. 结果显示,垂向流速和藻密度的模拟结果与实测数据吻合较好. 在典型的扬水曝气器运行条件下,水深分别为77.25、87.25和97.25 m时,淹没式和非淹没式扬水曝气器的外围流场均以顺时针环流为特征;淹没式扬水曝气器的环流发展较远,表层藻密度分别被削减了86.8%、88.2%、90.6%;扬水曝气器类型对藻密度削减率的影响不大. 采用淹没式扬水曝气器时,77.25、87.25和97.25 m水深下核心控藻区占整个流场区域的比例分别为39.71%、41.14%和42.73%,分别比非淹没式的高14.81%、8.95%和2.69%;藻类完全混合的时间分别为10、12和14 d,分别比非淹没式的少8、7和6 d. 不同季节和水深条件下的模拟结果表明,采用淹没式扬水曝气器,核心控藻区域较大,藻类混合较快.      

水库出流对水库环境容量的影响研究

水库的出流是影响水库流场的重要因素,也是影响水库水环境容量的重要因素。文章以某水库为例,利用计算流体力学及水质计算软件计算了水库在不同泄流宽度下出流的流量,并根据不同泄流宽度下水库的流场和浓度场计算了对应的水库环境容量值,分析了出流宽度、出流流量和水环境容量三者之间的关系。     

基于CFD的土工离心机风阻及流场特性分析

目的估计土工离心机的风阻功率。方法针对一稳态运行的中低速土工离心机,利用多参考坐标系(MRF)模拟转臂与墙壁之间的相对运动,对离心机稳态运行时机室内的空气流场进行CFD仿真,对计算流体力学仿真、解析公式方法和试验的风阻功率进行对比。结果三种方法得到的风阻功率较为接近,验证了数值仿真方法的正确性。同时,研究了机室内空气流速和压力的空间分布特征,验证了经典解析公式的假设合理性。结论 CFD仿真方法避免了传统解析方法对试验数据的依赖和参数选取主观性,能够得到较高精度的分析结果,该研究为基于计算流体力学的土工离心机的高置信度风阻计算打下了基础。