滨海核电厂深水温排放近远区动态耦合模拟

滨海火、核电厂温排水引起的环境问题广受关注,数学模型是评价温排水影响的重要手段,而国内现有温排水数值计算模型的近区模拟失真问题尚未很好解决。我们引入近区射流模型(Corjet)与远区数学模型(Delft3D)耦合模拟技术,采用分散汇流(DESA)方法实现对射流掺混卷吸效应的模拟,通过模型交叉调用实现近远区动态耦合。将耦合方法应用于工程案例,并与以往常用的远区模型直接点源方法进行了对比,结果表明近远区分散汇流耦合方法能够更合理地反映深水排放的浮力效应,模拟的垂向温度分布及温升影响范围与物理模型趋势更为接近,能有效提高高温升区模拟精度,该模拟方法具有较好的推广应用价值。     

潮流物理模型试验生潮控制时的复合模拟数据对接

根据几种不同情形探讨复合模拟中如何通过数值模拟为潮流物模试验提供开边界控制条件。对单边界物理模型,可由数模的调和常数得到物模边界控制所需的时间序列数据,实现单分潮、多分潮及大、中、小潮的模拟;对于历时较长的试验,可由数模得到长时间序列或周期性序列数据作为生潮的控制信号;对多边界模型,沿边界分为若干控制断面,由数模给出各断面的流量变化,对各断面分别进行流量控制;差时的复合模拟可使物理模型和数值模型互相提供边界条件或模型参数修正。     

沿海港口电厂温排水、废水远区影响数值模拟

本文采用二维浅水方程和对流扩散方程,模拟沿海港口电厂温排水、废水排放后在远区水域的稀释扩散过程,并用ADI方法求解,对拟建厦门嵩屿电厂温排水、废水排放于附近海域的温度场及浓度场进行计算,结果表明以ADI方法建立起来的二维温排水数值模型来模拟电厂温排水在港湾河口稀释扩散过程是可行的,但存在固有的局限性,本文只适用于远区的垂直平均状况。     

象山港电厂温排水的实测和数值模拟研究

为了研究象山港电厂温排水的热污染问题,对其附近海域的潮流和水温扩散进行了实测研究,给出了该海域潮流及水温扩散的特征。同时利用近海潮流模式(ECOMSED)建立了象山港潮流三维数值模型,对研究海域的潮流和水温扩散进行了模拟,得到了大小潮涨、落憩时刻的温升场的扩散范围,对比分析发现数模结果与实测结果符合较好。     

防城港核电厂温排水对海水养殖分布影响研究

为探究核电厂温排水对海水养殖的影响, 本文通过遥感监测和现场调查手段, 获取防城港核电厂附近海域的实际温升分布情况后, 统计分析了其运营前后温升0.5 ℃海域的养殖规模和附近海域水环境状况, 并分别从不同层面对其结果进行了讨论, 包括水环境变化对周边环境影响、温升变化对养殖种类和地区渔业发展的影响等, 提出了清除温排水负面热影响的建议措施。本文可为今后进一步研究滨海核电厂温排水影响范围与近岸海水产养殖区之间的关系提供参考依据。     

美国滨海核电厂温排水混合区的设置及启示

系统调研美国温排水法规标准体系、混合区政策以及滨海核电厂混合区的设置,并与我国现状进行比较。可以看出,美国清洁水法和联邦法规给出温排水和水质标准的一般要求,各个州的水质标准给出水质准则、混合区政策以及对水生生物保护的要求。水质准则给出各种类型水体温度限值(包括温升限值和/或温度上限值);混合区政策给出混合区的位置、尺寸、形状以及混合区内水质要求;具体厂址应基于"一事一议"的方式确定混合区范围,并满足混合区最小化要求,大部分美国滨海核电厂混合区范围满足州的混合区政策要求;少数核电厂混合区范围超过了州混合区政策要求,这些电厂需进行厂址特性热影响研究,以证明当前的温排水限值能够确保受纳水体中结构稳定的土著贝类、鱼类和其他野生生物种群的生长和繁育。我国当前没有地区差异的水质准则,无温排水混合区政策、设置方法或导则。美国温排水混合区设置方法和实践有助于我国滨海核电厂温排水混合区的设置和优化,以减小对水生生物的影响。     

热通量计算方法在开敞海域温排水模拟中的应用——以田湾核电站为例

海气热通量对海气的热量交换具有重要的影响,能够很大程度地影响局部海域的热量扩散情况。在滨海电厂所在海域,由于温排水与环境水域温差引起的斜压效应,将对附近海域温度分布、局部环流结构变化等海洋生态环境造成影响,因此现有的数学模型要考虑海气热通量才能更加准确地模拟温排水造成的温升场。本文在了解田湾核电站温排水特点和附近海域潮流特征的基础上,应用FVCOM数值模式,采用《物理海洋学》中的海表面热通量计算方法,建立了田湾核电站附近海域温排水数值模型,对温排水造成的温升进行了模拟。模式考虑斜压效应,在排水口考虑了温排水的叠加效应,通过与实测资料比对表明:该文建立的田湾核电站温排水模型可以较好地模拟该海域的温度变化和温排水造成的温升变化。     

电厂温排水中余氯浓度预测

利用有限元分步杂交方法,对胶州湾海域潮流场进行了数值模拟。考虑余氯在水体中的化学反应,利用前人大量实验成果选取余氯衰减系数,建立胶州湾余氯的二维输运-扩散模型,并将此模型应用于青岛市黄岛发电厂三期温排水工程,预测了温排水中余氯的浓度分布及影响范围,为电厂冷却水排放口邻近水域的生态环境保护提供依据。     

水工复合模型的接口技术

复合模型实现的关键在于把物理模型和数学模型两种不同的模拟方法实时连接起来，本文对连接过程中变量的选择，数模部分与接口的匹配、物模部分与接口的匹配以及接口实时性实现的几个问题进行了分析，讨论了复合模型的实时耦合。     

小清河感潮河段与河口区温排水模拟及对地貌的响应

为研究感潮河段温排水的扩散规律及其与地形地貌的响应关系,建立了二维温排水数学模型,模拟了不同径流量条件下小清河下游感潮河段及河口外海域温排水扩散影响,以期对滨海电厂建设和温排水扩散研究提供借鉴。研究表明,针对小清河感潮河段弯曲、河道狭窄、河口两侧潮滩宽阔的特点,采用三角形与矩形网格嵌套的方法,能够更为准确地拟合实际岸线和地形地貌特征;采用动边界处理方法能较好地反映河口潮滩潮流场和温排水扩散特征。受小清河河口地形地貌的影响,温排水主要沿河口向上游或下游扩散,水深浅于–3 m温排水扩散面积占总面积的70%以上;小清河口外海域和取水口温升与潮位和径流量之间存在一定的相关关系。     

较大尺度下潮流物模试验理论可行性的数值研究

以渤海及其局部海域为例,通过数值模拟量化地转缺失对水动力过程的影响,评价不同空间尺度下实施潮流物理模型试验的理论可行性。结果表明,对整个渤海、辽东湾这么大尺度的海域实施物模试验理论上是不可行的;对90km尺度的渤海湾,地转缺失使模拟结果存在较大偏差;对莱州湾61km尺度的海域可进行物模试验。研究确定60km为实施潮流物模试验一般的理论允许尺度。     

青岛滨海电厂温排水对海洋生态环境影响研究现状

随着滨海电厂的迅速发展,电厂温排水排放对邻近海域的生态环境影响越来越受到人们的关注。文章概括了青岛电厂温排水数值模拟现状、温排水排放对海洋生态环境影响方面的一些研究成果,并提出了存在的问题和今后应关注的研究方向。     

萧山电厂温排水二维热污染数值模型

本文用二维水流方程和平面热扩散方程模拟电厂温排水在浦阳江中的扩散情况。在数值计算中,对二维水流方程采用显式迎流有限元方法,对平面热扩散方程采用显式直接差分法,并对这两种方法进行了耦合计算。比较全面地分析了电厂向浦阳江排水和取水后,浦阳江水温的分布特性,为选择电厂取排水的工程方式提供了判断依据。     

波浪对透空式结构物冲击作用的光滑粒子流体动力学数值模拟

基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法的二维数值波浪水槽模拟了规则波对透空式结构物的冲击作用。通过黎曼解和CSPM相结合的方法对连续方程和动量方程进行了修正。对造波边界采用虚粒子法模拟。提出了一种耦合计算方法来消除造波边界附近的压力波动现象,在结构物边界处设置了适合的冲击边界条件。应用修正的SPH模型模拟了规则波对浪溅区结构物的冲击作用,给出了结构物附近流场和压力场的变化特征,并应用物理模型试验结果对数值模型进行了验证。     

潮汐河口桥墩群对波浪传播影响的数值研究

为研究河口桥墩群的消波作用,以李村河口段胶州湾快速路桥墩群为例,建立了基于波作用守恒方程的二维波浪模型,精细模拟了100年一遇高潮耦合100年一遇波高情况下,波浪通过河口桥墩群后波浪变化及波高分布,并利用物理模型试验结果对其进行了验证,二者吻合较好。数值模拟结果显示:桥墩群对河口波浪具有明显的消减作用,其透射系数随桥墩挤压面积比的增大呈线性减小趋势。     

用VOF方法模拟横流下窄缝紊动射流

采用标准双方程k-ε紊流模型和VOF方法建立二维数值模型,模拟有横流情况下底部排污问题.将回流区的分析结果与试验进行了对比,吻合较好.分别将速度和浓度轨迹线拟合成简单的表达式并与试验拟合作了比较.通过对速度和浓度场的分析得到一些有益的结论.     

基于格子Boltzmann方法的斜坡堤越浪数值模拟研究

准确确定越浪量对于斜坡堤设计有重要意义。利用格子Boltzmann方法(LBM),并采用主动吸收式速度入口造波、出流边界消波、VOF方法追踪自由表面以及静态Smagorinsky模型模拟紊流运动,建立二维数值波浪水槽,对光滑斜坡堤上规则波与不规则波越浪进行数值模拟。模拟结果与试验值及其他数值模型结果比较表明,二维LBM数值波浪水槽具有模拟斜坡堤越浪的能力,但对于破碎较为剧烈的越浪过程模拟,该模型还存在一定的不足,未来可从提高自由表面模型精度等方面进一步改善其性能。     

浅谈我国滨海电厂温排水对海洋环境的影响状况

我国经济的发展对能源电力需求越来越大,滨海火/核电厂的大量建设在一定程度上缓解了紧张局面,但电厂温排水的排放对海洋环境和水产养殖等造成了影响。文章总结了我国电厂温排水(冷却水)及其对海洋环境等的影响状况,并对温排水管理和技术研究工作提出了几点看法。     

对流项处理对厦门湾流态数值模拟结果的影响研究

<正>确处理流体力学方程中的对流项对环流的数值模拟起着重要作用。采用数值实验的方式,采用不同的对流项处理方法,模拟了厦门湾潮流场,并将数模结果与物模模拟结果进行对比,分析不同对流项处理方式对厦门湾区域流态模拟结果的影响,以此为依据提出适合港湾的对流项处理方法。     

网衣对波浪传播影响的三维数值模拟

为研究网衣对波浪传播的影响,采用多孔介质模型模拟网衣,建立了模拟网衣与波浪相互作用的三维数值波浪水槽模型。基于该数值模型研究了波浪经过网衣作用后波高衰减的变化规律,并与物理模型试验结果进行比较。通过对比数值模拟和物理模型试验的结果,证明了该三维数值模型模拟网衣对波浪传播影响的可行性。