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 .

重大水工程对长江三角洲水资源环境的影响

水资源承载能力受到各种因素的制约 ,大型水工程建设是其中的一个重要因素。大型水工程建设将显著改变河流的水文情势及年内运行分配 ,引起环境与生态系统结构、功能的变化 ,其建设也将引起河口邻近海域环境及生物群落结构和分布格局的变化。水工程对河口的影响是缓慢的、潜在的。大型水工程对长江三角洲水资源承载能力影响的研究是一项必须立即进行的工作。

闸下附壁射流的实验研究与数值计算

本文利用二维激光流速仪对闸下附壁射流进行了实验研究。根据实验结果对射流的流速场和紊动特性进行了分析。在对附壁射流紊动特性分析的基础上,利用修正的k-ε模式(k-ε-M模式)和特殊的边界条件的处理方法对闸下附壁射流进行了计算,计算结果与实验结果相当一致。

边界拟合坐标法的应用—长江口南支非恒定流计算

为了既能精确地拟合不规则区域边界,又使有限差分的计算能在规则的网格上进行,在长江口南支河段非恒定流的平面二维数值模拟中,采用了近年来得到广泛注意的边界拟合坐标法,为了提高计算的稳定性,本文引用了二维人工粘性项和人工光滑的方法。计算结果与实测资料相当吻合。计算结果还表明,在同样的网格密度下,使用边界拟合坐标的差分计算的CPU仅比使用昔通网格的差分计算略有增加。所以,在二维水流计算中,这是一种值得推荐的方法。

水质污染的概率规划模型

采用概率模型,从污染源的排放,污染物在水体中的扩散、混合,河道径流的随机特性等入手,在充分考虑水体的扩散、稀释、降解的条件下,以满足一定的保证率为前提,使整个河道各控制断面的水质标准达到要求的指标,使用概率模型既可以满足环境保护的要求,又可以对污染的水处理提出合理的要求,从环境上和经济上均可达到最佳效益。模型用于四川省沱江的水质规划,结果合理。

潮汐河口河床演变准恒定二维模式

根据床面扰动的传播速度C_t与水面波动的波速C_w的明显差别,本文采用了所谓准恒定模式对长江口南支河段的河床形态进行了模拟计算。计算结果表明,本文所采用的方法在潮汐河口长周期河床演变的计算中,不仅能给出河床变形的基本形态、满足工程要求的精度,而且可以大大节省计算机时。

非线性船尾波的数值模拟

本文对二维平底船无粘不可压非线性船尾波进行数值模拟。自由表面上采用全非线性的动力边界条件及运动边界条件,利用时间相关流函数法逼近恒定解。借助动边界坐标拟合法,在一固定的矩形转换区域上建立问题的差分解,解决了自由面数值计算所特有的一些困难,此外,在出流边界上引用了辐射条件,有效地缩短了计算域。最后,通过物理模型试验的实测结果来验证计算结果的合理理。

事故树分析法的应用研究

对常用的安全评价方法之一的事故树分析法(FTA)进行了较为深入的研究和探讨。其中对FTA的分析思路进行了深入的理论分析,并对其主要的分析方法进行了剖析。在对FTA的应用研究中,以亚洲首家甲醇羰基化生产醋酐为例进行了实例分析,通过编制相应的事故树、成功树,运用布尔代数法和相应规则计算了各基本事件的结构重要度系数,依照各基本事件的结构重要度系数对各基本事件的结构重要度进行了排序,并在此基础上提出了确保安全生产所应采取的科学、合理、有效的优先安全控制措施,以实现对生产系统单元的最优安全控制。最后,指出了FTA实际应用的优缺点及其应用范围。

水平潜流人工湿地有机物去除模型研究

以总有机碳(TOC)做为模型参数,建立了1个水平潜流人工湿地有机物去除机理模型.通过对试验数据的拟合得到模型中的未知参数,再对模型进行验证.结果表明,模型预测值与实测值的吻合较好.种植花叶芦竹的水平潜流人工湿地和空白湿地对生活污水中总有机碳的去除率分别为92%和91%,去除的主要途径为生物降解作用,生物降解量占进水总有机碳的84%.植物对总有机碳去除有促进作用,但影响不大.

三维电极法处理印染废水

采用三维电极法处理印染废水。考察了反应器槽电压、电解时间、电导率、进水 pH等因素对废水处理效果的影响。确定了处理废水的最佳工艺条件 :反应器槽电压 2 5～ 30V、电解时间 12 0～ 180min、进水 pH 6 5～ 7 5。处理后废水色度及COD的去除率分别达 90 %、5 0 %以上 ,废水的BOD5/COD从 0 2 1提高至 0 32。但废水去除效果受槽电压、电解停留时间及进水pH的影响较大 ,且不同电极处的出水COD存在一定差别 ,废水处理耗电量受原水电导率影响很大。

基于多松弛格子玻尔兹曼的弯道水流三维数值模拟

为研究弯道水流现象并且拓展格子玻尔兹曼(Lattice Boltzmann Method,LBM)在水利工程领域的应用,建立了弯道水流的三维多松弛LBM演进模型,其中包括水流自由表面模拟、弯曲固壁边界处理以及紊流模型耦合求解等关键技术。应用该模型模拟研究了不同流量下U型弯道的水流状态,得到了水位、最大水深平均流速以及紊动能等参数的分布规律。分析和实践表明,该模型能较好地模拟三维弯道水流现象。

湖泊富营养化内源污染的机理和控制技术研究

富营养化是当前湖泊面临的主要问题,当污染外源得到控制之后,内源的影响变得明显,这是由于沉积物中营养盐的释放,使富营养化继续存在甚至恶化。概述富营养化内源性负荷的产生及危害,对引起富营养化的营养物质在水-沉积物界面的行为进行分析,介绍并对比内源污染治理几种主要的控制技术,讨论了控制技术的存在问题和发展趋势。

平面散点集Delaunay三角剖分的一种高效方法

以平面散点集逐点插入的Delaunay三角化的方法为基础,在三角化过程中采用一定策略,将其改进成为一种简单易行而高效的方法,能够适应包括多岛、多连通域等复杂情况的各种边界,能够生成贴体的三角网,网格能够保证符合Delaunay法则。

水处理絮凝过程动力学的分形成长模型

为探究絮凝体微观形态结构、混凝机理及动力学过程,分析了传统絮凝模型的假设与试验结果相矛盾的问题,阐述了絮凝体分形生长模型、絮凝动力学模型和分形絮凝体破碎模型等典型絮凝分形模型的特点与应用条件.絮凝体分形生长模型是研究形成结构致密絮凝体途径的基础;絮凝动力学模型的研究使颗粒碰撞频率函数更适于数值模拟;絮凝体破碎模型对混凝工艺运行条件控制,以及絮凝剂优选和絮凝设备优化等有实际指导意义.絮凝模型拓展研究应以定量描述絮凝体的形态和结构为重点.

河网水力数值模拟的松弛迭代法及水位的可视化显示

以Saint－Venant方程组为基础，讨论了按Preissmann加权四点隐式格式进行离散所得的非线性代数方程组的Newton－Raphson迭代解法，对河网非恒定流用松弛迭代方法进行计算，并利用GIS MapInfo实现了计算结果的可视化。

斜坡上异重流的三维数值模拟

针对异重流的流动特征,建立了适用于具有各向异性浮力紊动特征的三维异重流运动的数学模型,并模拟了异重流在15°斜坡底面上的潜行过程。计算结果准确地模拟了异重流的运动特征和形态,其前锋的潜行速度与实验结果相当吻合。该模型采用非结构同位网格上的SIMPLEC算法能适应复杂边界和地形,可应用于自然界实际环境中异重流的演进计算。

非恒定水流的一维、二维耦合数值模型

从数值波在每一时间步长内传播的距离不超过Courant数个网格点的基础出发 ,采用时间滞后条件 ,构造了虚拟的重叠计算水域 .利用重叠 -投影法 ,在连接 (点 )处建立一、二维耦合模型 ,实现了由一维计算水域向二维计算水域的准确过渡 .采用一、二维耦合模型和全一维模型对上海市淀南片河网的验证计算表明 ,一、二维耦合模型能较好地模拟非恒定水流 。

含闸墩溢流坝三维过坝水流数值模拟

利用有限体积方法对含闸墩溢流坝过坝水流三维流场进行数值模拟,采用k ε两方程模型模拟湍流,利用流体体积(VOF)法确定自由水面线,分别对两种墩型过坝水流进行计算,给出了3种水头下的水面线及坝面压力,通过与实验结果的比较表明,建立的模型能够准确地模拟带闸墩溢流坝三维流场,从而为溢流坝的水力设计提供可靠的设计依据。

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.

用任意不规则网格求解N-S方程

引入辅助点法开发了新的通量近似计算方法,建立了采用任意不规则畸变网格作为控制体积的单元中心有限体积求解Navier-Stokes的方法。它以同位网格作为变量布置方式,压力-速度耦合采用SIMPLE方法。数值算例表明,该算法对高度不规则的畸变网格适应性强;其改进了传统算法在不规则网格下计算的困难,保证了模型在高扭曲度的网格下的整体计算精度不受网格拉伸畸变和剪切畸变的影响。