纯射流在非恒定横流中的流动特性分析

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1、浙江大学申请博士学位论文摘臻摘要承环境污染闯题是当今世界各国联黄遍关注豹黧大阀题。由予经济的发震以及人民生活承平静提离，城市污水、龟厂废求、厂矿烟气等的摊放量逐渐增加，这些排放过程都跟射流的流动相必。因此，研究各种处置工程中排放口附近的流动特性具有重要的理论研究意义和实际应用价值。运动的环境水体影响污水的初始接放特性，黪垣定横流申辩流的流动特瞧因此成为餮辘水力学的研究熬点。本文对蠢孔缝掰流在菲恒定横流中的近场特性迸幸亍了数德模拟，并对数值模拟络果进行了验诞与分析。本文主要的工作肖：(1)阐述了非结构网格Delaunay三角化方法的实

2、施步骤，介绍了标准k-e紊滚模型与RNGk-e紊流模型及务垂静特点，扫纳了非结搦通往弼捂上SIMPLE舞法的基本疹骚。对实际闻憨进行褫纯，采用了数僮诗簿中的筒优模型；给出了模型的计算区域与边界条件。确定了数慎模拟的工况，采用标准缸s紊流模型和RNG女q紊流模型对圆形纯射流在非恒定横流中近场的流动特性进亏亍了数馕攘熬，葬与模型试验豹结累避锷了对比与骏涯，表明数壤摸瓠豹计算结果是可倍盼，RNGk-e素流模型更邋粥射流流动特往的计算。(2)得出了不同工况下圆形纯射流在非恒定横流中的速度场、压力场及紊动能分布，探讨了各炎场随时间的变化规律以

3、及产生这种现象的内在机理。(3)攮述了射流z辘方自流速分餐W等燕线溅豳在横流转播中熬鸯爨性与福议住。遴过半经验半理论的方法对射流z轴方商流速分量W等值线流团满心运动轨迹方程进行了推导，分别建立了涡心运动轨迹x分量与z分量随时间变化的表达式。研究了射流2轴方向流速分量W等值线流团宽度随时间的变化溉律荠绘浅了接合公式。(4)分桥了射流的凡侮特征量，得到了射流努流核长度的变亿规律及公式，探讨了逆流区长度的变化规律，得出了逆流区长度与射流比之间的相关关系，对小流速比时的工况进行了研究，探讨了射流的附壁现象。(5)通过场协同璎论与统诗学骥论，

4、褥凄了不嗣X攀嚣兹瓣渡动量分配方差与翥季流abs(U．Vw}分凝方差，探讨了动量扩散的内在机理，觚毽论上褥出了增加动量扩散效率的途径，进一步得出场协同理论同样适合非稳态工况的结论。(6)对往复流(IV区)中射流特性进行了简单的介绍，对射流Z轴方向流速分量W等值线凌羁涡心运动轨迹方程避萼亍了撬学，著透过数毽模掇熬结果对函数关系式qt的系数避行了确定。对往复流}=

5、-l辩流：轴方向滚遵分量W等镶线的影响范围进行了分析，得出了一然初步结论。关键词：纯射流，龚壕定横渡，数蕊摸拟，动量扩散，场协嗣理论浙江大学申请博士学位论文AbslractA

6、bstractf1)ExplainedtheimplementstepsofunstructuredgridDelaunaytriangulationmethod。introdueedstandard戤sturbulentmodelandRNGk-e相rbulentmodelandeachcharacter,andconcludedbasicstepsofSIMPLEalgorithmofunstructuredcollocatedgrids。GeneralizedtheoracticaIproblems、gotgeneralize

7、dmodelfornumericalsimulation．Gavecalculationareaandboundaryconditions．Confirmedengineeringconditionsofnumeficalsimulation．adoptedstandardk-tturbulentmodeIandRNG女．￡turbulentmodeItosimulatethenear-fieldflowbehaviorofroundpureietinunsteadycrossflow，contrastedthenumericals

8、imulationresultswiththephysicalexperimentresults，validatedthenumericalsimulationresults，andfoundRNGk-eturbulentmodelsimulationdatabettercorrelatedwithphysical一一‘●experimentaldata．f2)Gainedflowvelocityfield，pressurefield，andturbulentkineticenergydistributionofroundpure{

9、etinunsteadycrossflowofdifferentengineeringconditionsanddiscussedfieldsdevelopmentandchangeruleandcausesof氆遮phenomeno