温度异重流作用下三峡香溪河库湾春季营养盐时空分布特征研究

三峡蓄水后,香溪河库湾春季出现多次水华现象,其与库湾水动力场及营养盐的时空分布密切相关.本文采用数值方法模拟初期蓄水后温度异重流作用下香溪河的水动力场分布,以守恒物质为示踪剂得到香溪河库湾春季营养盐的时空分布特征.结果表明,初期蓄水后,香溪河库湾流速大幅降低,水体滞留时间增加,上游来流对营养盐的输移作用明显减弱,营养盐易在库湾长时间聚集;同时库湾与长江干流水体温差增大,在异重流作用下,长江干流水体在春季沿表层流入库湾,相应营养盐也随水流带入,干流水体对香溪河库湾营养盐的补充作用明显.异重流的存在对营养盐空间分布影响较大,其影响范围随三峡坝前水位及香溪上游来流不同有小幅变动,通过示踪剂的浓度沿程分布可直观给出香溪河上游来流及长江干流入流在库湾的主要影响区域.研究可为三峡水利枢纽正常运行后库湾支流营养盐的控制和治理提供方法和依据,也可为相似库湾营养盐的分布特征研究提供参考.

基于温度异重流模型的连续分层流数值模拟方法研究

文章基于温度异重流模型,通过指定流场中温度的分布及密度与温度的函数关系实现密度的连续分层,并假设流场中的热传导在数值过程中可以忽略不计以确保密度分层的稳定。分别采用RANS方法和LES方法对低傅汝德数和高傅汝德数情况下的圆柱绕流进行数值模拟,其尾流场中的lee波、葫芦状流线以及高傅汝德数情况下的波包与实验值相符,低傅汝德数情况下圆柱上下游速度剖面曲线的最小值与实验值仅存在2%的误差,且其分布规律相同。通过改变流体的导热系数,探讨了Peclet数对该方法收敛稳定性的影响,得到了收敛的数值条件。

温度异重流对竖流式二沉池影响的三维数值模拟

为了探究温度异重流对竖流式二沉池的流场影响,使用RNG k-epsilon湍流模型和mixture模型,对其进行三维瞬态数值模拟从而探究不同进水温度和不同回流比对二沉池流场的影响。结果表明:高温水入流会产生上异重流,其特征是混合液沿中心管上翻至出水槽而导致出水带泥;而低温水入流会产生下异重流,其特征是沿沉淀池池壁会由产生翻泥现象而影响固液分离效率。增大二沉池污泥回流可适当减缓高温入流产生的上异重流对二沉池的工作效率影响,在相同温差下,回流比越大,上异重流的影响越小。

瀑布沟水库水温影响调查

为研究大型水库热力学过程的演变规律,于2012年4月—2013年5月对瀑布沟进行了现场原型观测。基于现场实测资料,采用对比和统计分析的方法,阐述了瀑布沟水库不同季节的水温结构变化规律,以及坝址上下游的热力关系。研究结果表明:瀑布沟库区水温分层等温线呈近似水平线,坝前垂向水温在高温期出现双温跃层现象,冬季库尾段出现冷水下潜现象;与坝址天然水温过程相比,电站下泄水温过程表现出了明显的均化效应和延迟效应,最大降温出现在4月达1.7℃,最大升温出现在12月达3.3℃;由于深层取水,电站下泄水温日过程具有较好的稳定性,取水口对坝前分层水体具有"抽吸"作用。