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《delft3d在海湾电厂温排水数值模拟中的应用_张继民》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第40卷第1期人民长江Vo.l40,No.12009年1月YangtzeRiverJan.,2009文章编号:1001-4179(2009)01-0059-04Delft3D在海湾电厂温排水数值模拟中的应用1234张继民张新周汤红亮曾广恩(1.水利部松辽流域水资源保护局监测中心,吉林长春130021;2.河海大学水电学院,江苏南京210098;3.上海宝川水利设计有限公司,上海201900;4.浙江省水文局温州市水文站,浙江温州325000)摘要:河口海湾电厂的温排水受到潮汐、波浪、盐度、风场等水文气
2、象因素的影响,对电厂所在水域的温排水运动的流场和温度场的数值模型计算比一般水域的电厂温排水数值模型计算更为复杂。尝试运用Delft3D模型对北仑电厂三期扩建工程的温排水进行数值模拟,通过对扩建工程4种排水口布置方案的计算分析和比较,得出了和物理模型试验吻合较好的结果,提出了合理的排水口布置方式,确定了温升的范围。关键词:温排水;数学模型;表层温升;取水温升;河口海湾电厂中图分类号:TV131.61文献标识码:A[2]很多火电厂将废热水排到各种水域中,如水库、湖泊、河流、定、精度高,可用于模拟二维或三维
3、非恒定流及其输移性质,港湾和近海等,从而使受纳水体增温,水生态系统平衡失调,水在许多河流及海域的模拟中起到了很好的作用。生生物生存受到威胁,水产资源受到破坏。这些问题已引起了1.2控制方程[1]各方面的重视,相关研究工作也在积极展开。弄清楚水域温在正交曲线坐标系N-G下,水动力及热量扩散方程如下。排水运动的水力热力特性以及降解扩散的过程,从而准确预测水流运动的连续性方程:出温排水运动的流场和温排水的温升范围,是确定合理的工程布置方式以及评价工程对周围环境影响的首要条件。而在预测5F+15[(d+F)U
4、GGG]+5tGG5N温排水运动的流场和温度场的方法中,温排水数学模型计算往NNGG往是非常省力而有效的。15[(d+F)VGNN]=Q(1)为了减少投资,我国沿海地区兴建的电厂大多都靠近海湾GG5GNNGG或河口,以利用海水进行电厂废热水的排放冷却,而该水域水流N、G方向的动量守恒方程:受潮汐、波浪等水文条件的影响呈现非恒定状态,而且河口海湾5uu5uv5uw5u++++地区处于盐淡水交汇处,盐度梯度及形成的异重流对冷热水的5tG5NG5Gd+F5RNNGG掺混和热量输移扩散、温升范围都有影响。这些
5、因素使得河口2uv5GNNv5GGG海湾电厂的温排水数值试验研究变得更加复杂。本文尝试运用--fvGG5GGG5NNNGGNNGGDelft3D模型中的Flow水动力模块对北仑电厂三期扩建工程进1155u行温排水的数值模拟,取得了和物理模型试验吻合较好的结果。=-PN+FN+25Rvv+MN(2)QG(d+F)5R0NN1计算模型和计算方法5vu5vv5vw5v++++5tG5NG5Gd+F5RNNGG1.1计算模型介绍5G25GuvNNuGG温排水运动的流场和温度场计算,采用了荷兰Delft水力研-
6、-fuGG5GGG5NNNGGNNGG究院开发的Delft3D模型。它由多个模块灵活组成,总的流程是1155v在子菜单中生成贴体正交曲线网格和网格节点上的水深文件,=-PG+FG+25Rvv+MG(3)QG(d+F)5R并可以设置糙率场和紊动粘性系数分布,通过对应的模块来计0NN热量输运方程:算相应水流问题,根据计算结果处理得到数据。其中Flow模式的模块间联系性强,采用贴体正交曲线网格,网格的正交参数小5[(d+F)T]15[(d+F)uGGGT]+[+于0.02,其数值格式采用交错网格和ADI时间
7、积分法,计算稳5tGNNGGG5N收稿日期:2008-11-20作者简介:张继民,男,水利部松辽流域水资源保护局监测中心,工程师,硕士研究生。60人民长江2009年5[(d+F)vGNNT]5(wT)d+F2.2计算区域及其网格划分和地形处理]+=@5G5RGNNGGG北仑电厂位置如图1所示。网格划分及水下地形处理均由5GGG5T+5GNN5T+Delft3D的前处理模块完成。网格采用贴体正交曲线网格,边界DHDH5NG5N5GG5N贴合较好。网格数为163@146=23798个,整体网格图如图2NN
8、GG155T所示。水下地形由海图和原始实测点数据在网格点上进行插值d+F5RDv-Kd(d+F)T+c(4)5R获得。式中F为相对基面以上水位,m;u和v分别为N和G方向水深平均流速分量,m/s;d为总水深,m;T为温度,e;f为柯氏力;R为垂线无量纲坐标,R=(d-F)/H,自由面:R=0,河底:R=-1;FN和FG分别为N和G方向的应力梯度;MN和MG分别为源(汇)在N和G方向的动量分量;vv为垂向粘性系数;Q和C为源(汇)项的单元积分;GNN和GG
