水环境中紊动污染场深度平均二方程数值模拟新模式及其数值检验

根据改进的湍流k-w模式,提出了一个用于宽浅型水域深度平均数值模拟的湍流k-w二阶封闭模式.通过渠槽岸边排放数值分析证实,该模式在预测横流中侧向温差射流旋涡区时,与实验资料相符良好,和经典的深度平均κ-ε模式具有相同精度;在预测射流宽度时,新模式比κ-ε模式要更好一些.

混合网格及其数值模型

本文提出了一个描述不规则的三维天然水域的数值网格系统，以及与该网格系统相适应的流动和温度输运数学模型，详细论述了该数值网格生成的主要原则和方法，给出了守恒形式混合网格算法的控制方程，以及基于压力－速度校正算法推导出的基本控制方程的离散表达式。天然水域的混合网格系统，在水平方向上是正交贴体坐标系；在垂直方向上则是笛卡尔坐标系。在该坐标系统中，水平面上的正交贴体坐标系（ＢＦＣ）与岸线精确地吻合；铅垂方向则采用笛卡尔坐标系中的堵塞技术使之与底部边界吻合。本文还给出了一个９０°弯曲天然河道混合网格生成和流场初步计算算例，该算例表明混合网格及其相应的数学模型，克服了目前工程界计算三维天然水域常用的锯齿形网格法的主要缺点，有效地提高了天然水域中流动和污染输运数值计算和模拟的精度。

三维隔板方腔中流体流动的数值计算

本文对隔板方腔,应用堵塞系数技术和有限容积方法,数值求解完整的Navier-Stokes(N-S)方程。采用压力—速度修正算法(SIMPLE-C,Semi-Implic it Method for Pressure Linked Equation-Consistent)直接计算全部物理变量。应用堵塞系数技术模拟三维粘性流动,研究该方法的适用件,可行性与效率。 初步的结果表明,对于计算复杂边界域内的速度、压力和其它流动物理量,堵塞系数技术确实是一种简单方便的数值技术,它具有令人鼓舞的应用前景。

二维正交贴体坐标系的数值生成和通用程序

使用求解拉普拉斯方程组生成二维正交曲线网格的方法,可以在任意一组邻边上预先指定边界网格点,不用特殊技巧生成正交曲线坐标系。提出了一个生成二维正交贴体坐标系的通用程序GEOCE,格程序在按规定格式输入图形边界位置以及边界网格点的信息之后,能够很方便地给出满足精度要求的正交曲线坐标。

紊流深度平均二方程新模式及其在天然河道数值模拟中的应用

本文提出了一个深度平均二方程新模式(—),用来封闭可以考虑水深变化的深度平均控制方程组。在平面受限温差射流的九种不同工况下,与深度平均 — 模式进行了客观而详细地数值比较研究。同时,将新模式应用于天然河流一岸有三个排放口,水下地形变化的岸边排放复杂工程实例计算,在计算过程中,进一步与 — 模式以及目前工程上常用的简单方法进行了分析和比较,证实本文提出的新模式,用于通常排放流量相对较小情况的近区和过渡区模拟时,要优于经典的 — 模式和其它工程上常用的简单方法。

用深度平均■—■模式数值模拟天然河流中污染物质的排放

本文用紊流■—■模式封闭,考虑水深变化的深度平均控制方程组及其离散化,用压力修正算法(SIMPLE—C)对天然河流中,岸边废热排放近区和过渡区的速度场、温度场进行了数值模拟。对于用深度平均数学模型模拟河流、湖泊、近海等天然水域中的污染场,有一定的现实意义。

测量液体中微小压差的微压计

在实验室或工程实践中,经常遇到微小压差的测量问题。目前,虽然已有不少测量微小压差的装置,它们大都以液体(水、酒精、水银等)为平衡介质,用于微小气体压差的测量,能用来测量液体微小压差的则很少。因此,研制灵敏度和精确度较高,简单而且价格低廉的测量液体微小压差的仪器,是一个值得探讨的课题。现在,实验室和工业生产中为测量由于液体流动产生的压强差而广泛使用U型管测压计,可由下式计算: △h=u^2/2gC^2(倾角α=90°) (1)式中C是测速探头的修正系数,通常C值接近1,g是标准重力加速度,可取980.655cm/s^2。当水流流速为20cm/s时。