影响振荡吸附效果和闸前藻类生长的流场模拟研究

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1、硕士学位论文影响振荡吸附效果和闸前藻类生长的流场模拟研究SIMULATIONOFTHEFLOWFIELDAFFECTINGTHEOSCILLASIONABSORPTIONANDTHEALGAGROWTHOFTHEFRONTOFGOLE李彪哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：O368学校代码：10213国际图书分类号：626密级：公开工学硕士学位论文影响振荡吸附效果和闸前藻类生长的流场模拟研究硕士研究生：李彪导师：曹慧哲副教授申请学位：工学硕士学科：流体力学所在单位：市政环境工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位

2、：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O368U.D.C:626DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSIMULATIONOFTHEFLOWFIELDAFFECTINGTHEOSCILLASIONABSORPTIONANDTHEALGAGROWTHOFTHEFRONTOFGOLECandidate：LiBiaoSupervisor：Assoc.Prof.CaoHuizheAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeci

3、ality：FluidMechanicsAffiliation：SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要南水北调工程是我国优化水资源时空配置的一项重大举措，能够解决我国北方严重水资源短缺的现状。该输水明渠工程从南到北长达1277公里，与众多河流、交通建筑等相交叉，因而存在着很大的突发水污

4、染事故安全隐患，且有些时段或者有些区段流速较低，有爆发水华的危险。因此如何预防以及处置突发水污染事故是必须要解决的问题。本文以振荡吸附装置附近的流场为研究对象，根据流场特点与吸附效果之间的关系来定性地分析振荡吸附效果；另外，模拟分析了水位与闸门开度对闸前流场以及蓝藻生长速率影响。课题组在总结前期示范工程采用的固定式吸附坝的经验基础上提出了振荡吸附处置装置。本文从振荡装置附近的流场特征角度出发，分为两种条件下的工况模拟：实验装置条件下的模拟和实际渠道条件下的模拟。在实验条件下通过改变振荡平板数和平板上下间隔距离来设计不同的布置

5、方式，比较分析模拟出的不同布置方式下的流场特征，选出较优的设计方案；接着模拟和试验不同振荡频率下的较优布置方案，并把模拟结果和实验结果相结合比较分析。最后，依据实际渠道尺寸模拟在一定水流条件下设计的不同布置方案，并比较分析各方案下的流场特征，得到较好的布置方案。对于明渠流动流速较低，尤其是闸前的一些区域水体由于受到闸门的阻挡，其流速很可能分布在爆发藻类污染的临界流速范围内。为此本文以闸前渠道速度场为研究对象，进而根据流速场大小推测容易导致蓝藻爆发的水体区域大小。文中设置了不同水位和不同闸门开启高度的16种组合工况，利用FLU

6、ENT模拟出了各工况下闸前流速场，并分析得出闸门相对开度对临界流速范围内水体分布的影响。为了进一步得出两者之间的关系，根据所模拟出的数据，利用线性回归的方法建立起了临界流速内区域大小与闸门相对开度之间的关系，为实际节制闸的开启情形提供参考。关键词：流场；振荡；吸附；闸门相对开度；临界流速；数值模拟；I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractThesouth-to-northwaterdiversionprojectthatcouldsolvetheseriouswatershortagessituationofourc

7、ountryisamayoriniativeoptimizingtheallocationofwaterresources.Thisprojectismorethanonethousandkilometersfromsouthtonorth,andmeetslotsoftrafficbuildings.Sothereisaconsiderablesecurityriskofsuddenwaterpollutionaccidentinit.Furthermore,itmaybeburstintocyanobacteriablo

8、omsphenomenoninsomeareaswherethevelocityisverylow.Therefore,itisanecessarytosolvetheproblemthathowtopreventanddealwiththesuddenwaterpollutionacci