波流环境中射流的大涡数值模拟

采用大涡模拟方法(LES)对波流环境中的垂向圆管射流进行了数值模拟。出口边界采用人工海绵层加零梯度条件以减小数值反射,且保证自由出流;入口边界分别采用线性叠加和非线性叠加的波流边界条件,通过与物理实验数据对比发现,采用非线性叠加的边界条件时模拟精度更高。数模结果表明,在波浪和水流共同作用下,射流体上部出现了较为明显的"水团"现象,射流平均速度矢量较纯流环境中更靠近底床,这与前期实验观察的结果一致。     

Numerical study of a round buoyant jet under the effect of JONSWAP random waves

This paper presents a numerical study on the hydrodynamic behaviours of a round buoyant jet under the effect of JONSWAP random waves. A three-dimensional large eddy simulation (LES) model is developed to simulate the buoyant jet in a stagnant ambient and JONSWAP random waves. By comparison of velocity and concentration fields, it is found that the buoyant jet exhibits faster decay of centerline velocity, wider lateral spreading and larger initial dilution under the wave effect, indicating that wave dynamics improves the jet entrainment and mixing in the near field, and subsequently mitigate the jet impacts in the far field. The effect of buoyancy force on the jet behaviours in the random waves is also numerically investigated. The results show that the wave effect on the jet entrainment and mixing is considerably weakened under the existence of buoyancy force, resulting in a slower decay rate of centerline velocity and a narrower jet width for the jet with initial buoyancy.     

横流环境下振荡射流初始稀释规律

横流环境下振荡射流的运动和稀释特性研究对于提高排放工程稀释能力非常重要。利用三维大涡数学模型研究了横流环境下振荡射流的初始稀释规律, 探讨了各参数对射流稀释效果的影响; 通过引入射流特征速度与特征长度并进行量纲分析, 得到了横流环境下振荡射流的断面最小稀释度和可视范围面积经验公式, 并将其与波流环境下非振荡射流的稀释规律进行对比。研究表明: 横流环境下振荡射流下游断面浓度极大值出现在反向对称漩涡(CVP)结构位置或"污染物云团"位置; 振幅-射流速度比越大, 最小稀释度越大, 断面可视范围面积越大; 随着斯特劳哈尔数的减小, 断面可视范围面积增加, 最小稀释度变化不明显; 横流环境下振荡射流和波流环境下非振荡射流的初始稀释经验公式结构一致, 射流振荡性产生的初始稀释促进作用与波浪效果类似。     

海岸动力环境下射流运动研究综述

开展海岸动力环境下射流运动规律和扩散机理研究,对于丰富复杂动力条件下的射流基本理论、指导沿海地区污水有序向海排放有着重要的理论和现实意义。系统回顾和总结了国内外在这一领域的研究内容和相关研究成果,评述了潮流(水流)、波浪和波流环境下射流运动规律的研究进展,指出了进一步开展波流相互作用下射流运动研究的可行性和必要性,并提出了利用物理实验和大涡数值模拟手段对波流共同作用下射流特性进行综合研究的思路和方法。     

山东省“89·3”大暴雨雪分析

1989年3月2日凌晨至3日08时,山东省自西向东普降雨雪,部分地区降大暴雨雪至特大暴雨雪,为近70年来所罕见,部分中小河流域产流,土壤蓄水增加,早情缓解。在普降雨雪过程中,我省247处水文,雨量站点,及时做好雨雪情监测和水文情报服务以及宣传报道工作,使全省各级领导和群众及时了解山东     

排海污水挟沙射流研究进展

排海污水中往往含有一定数量的悬浮物,这些悬浮物在排放口附近中呈现出复杂的扩散与沉降特性,具有挟沙射流的典型运动特征。本文系统回顾了静水、恒定流、潮流和波浪等环境下排海污水挟沙射流的研究进展,发现在不同动力环境下挟沙射流泥沙沉积形态存在显著差异性。如何精细刻画波浪-水流-射流多动力耦合过程及其对泥沙输运和沉降过程的影响是排海污水挟沙射流研究的难点所在,对此提出了基于PIV/PLIF固相分离物理试验、粒子追踪两相流数值模型和拉格朗日积分模型,系统开展波流共同作用下挟沙射流运动规律研究的设想,以期为排海污水工程的优化设计提供重要参考。