射流与有约束横流的湍流混合的数值模拟

对多股射流与圆柱管中的横流湍流混合的三维流场进行了数值模拟 .结果显示 ,在有约束的横流中射流的发展可分成三个区 .三维流场与二维流场有很大的区别 ,射流下游没有预测到回流区 .

气液射入压载水排放管中混合过程的数值模拟

利用高效活性自由基在压载水排放管路中杀灭致死有害入侵微小生物,可解决目前各国海洋生态环境保护亟待解决的生物入侵问题.横流环境中的垂直射流,能够产生强卷吸反向涡旋对,具有较好的混合效果,以此实现气液携带的活性自由基与压载水在短距离的管路中快速均匀混合,以便使活性自由基充分接触并杀灭入侵微小生物.拟采用较成熟的假设各相均为连续相的Eulerian-Eulerian双流体模型对T型管路结构进行数值模拟,分析气体体积分数在管路中的演变,来表征射流与横流的混合过程.结果显示,沿横流横断面上,气体体积分数存在反向涡旋对,在横流纵剖面上,可以明显看到紊动射流的起始段、弯曲段和顺流段,其气体分数分布区的发展类似于单相自由射流.不同流速比的流场演变,因受壁面约束形成独特的结构特征,同时说明冲击射流在短距离内更有利于快速混合.

动量比对气液射入压载水管路混溶过程的影响

船舶排放的压载水是造成地理性隔离水体间有害生物传播的最主要途径,至今还没有一种环境友好的阻断方法。在压载水输运管路中,利用高级氧化技术可以有效致死水中携带的大量海洋微小生物,是目前实现在船在线治理远洋船舶压载水最可行的方法。但由于压载水排放量大、流速高,其与高级氧化剂溶液的混溶过程直接影响海洋微小生物的致死效果。针对这一问题,利用Eulerian-Eulerian双流体模型数值模拟了含有羟基自由基的气液垂直射入压载水输运管路的混溶过程。气体体积分数示踪结果显示,在约束横流环境中,冲击射流在上游壁面形成的scarf涡是形成下游反向涡旋对的主要原因,也是冲击射流与横流混合的源动力。同时也发现在下游壁面射流内存在气体集中的问题。