潮汐引发渗流作用下浅滩传热特性模拟研究

为了研究沿海潮汐引发的周期性渗流对水平地埋管换热性能的影响,文章采用CFD模拟的方法,综合多孔介质中线热源理论和热渗耦合下的三维数值模拟,分析周期性渗流对水平埋管传热性能的影响。结果表明:渗流方向的周期性改变削弱了地埋管换热器周围的冷热堆积,增强了换热效果;随着潮汐渗流速度增大,热迁移范围增大;与无渗流相比,渗流速度在10~25 m/d内变化时,每延米换热量提高了177%~225%,平均换热量提高了236%~340%;提高渗流速度比减小孔隙率对地埋管换热的影响更大;管群水平排布比交错排布的换热结果更优。

台湾龟山岛东南部海域白色热泉特征分析

海底热液活动及其周边环境的调查研究是海洋科学领域的热点之一。海底热液喷口环境的物理化学参数,尤其是浅水型热液,会受到潮汐变化的影响。台湾龟山岛靠近冲绳海槽南端分布有多处浅水型热液喷口(<30m)。2010年5月,浙江大学、杭州电子科技大学和台湾中山大学对该海域实施了联合考察,利用电化学传感器获得了低温热液喷口(24.834 14°N,121.961 91°E)连续87h的温度和pH现场观测数据。基于Morlet复小波变换方法,分析了浅水型热液喷口的温度和pH现场观测时间序列的变化周期,并通过与当地潮汐记录数据作比较,获得了其与潮汐信号之间的潜在关系,证实了潮汐变化是海底白色热泉喷口物理化学参数现场观测最主要的影响因素。温度和pH现场观测数据经Morlet复小波变换后的小波系数分别存在规律的12.9h和12.5h变化周期,并且温度的小波系数在准半日周期尺度与潮汐高度呈负相关变化,相关系数为-0.89;pH的小波系数情况相反,相关系数为0.76。