窄缝热浮力射流影响因素的数值模拟

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窄缝热浮力射流影响因素的数值模拟

王玲玲, 岳青华

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王玲玲, 岳青华. 窄缝热浮力射流影响因素的数值模拟[J]. 水科学进展, 2009, 20(5): 632-638.

引用本文:

王玲玲, 岳青华. 窄缝热浮力射流影响因素的数值模拟[J]. 水科学进展, 2009, 20(5): 632-638.

WANG Ling-ling, YUE Qing-hua. Numerical simulation of influence factors of slot-generated thermal buoyant jets[J]. Advances in Water Science, 2009, 20(5): 632-638.

Citation:

WANG Ling-ling, YUE Qing-hua. Numerical simulation of influence factors of slot-generated thermal buoyant jets[J]. Advances in Water Science, 2009, 20(5): 632-638.

窄缝热浮力射流影响因素的数值模拟

河海大学水利水电工程学院, 江苏, 南京, 210098

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(50679023);教育部博士点基金资助项目(20070294012)

作者简介:
王玲玲(1966- ),女,江苏射阳人,教授,博士,主要从事数值模拟及水信息学研究.E-mail:wanglingling@hhu.edu.cn.

中图分类号: TV142.3

Numerical simulation of influence factors of slot-generated thermal buoyant jets

College of Water Conservancy of Hydropower Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China(No.50679023) and the Ph D Programs Foundation ofMinistry of Edudcation of China(No.20070294012).

摘要: 对流动控制方程即连续方程、动量方程和能量方程进行坐标转化,将带有自由表面和不平坦底面的不规则物理区域转变为规则的矩形计算区域.应用大涡模拟Smagorinsky模型对控制方程进行模化,根据破裂算子法将动量方程和能量方程分解成对流、扩散和传播三步进行顺序求解.利用该模型对静止和规则波环境下二维窄缝热浮力射流进行数值模拟,比较了两种环境下速度场、温度场、轴线速度衰减规律、垂向流速的自相似分布等特性,分析了浮力的作用以及射流速度、窄缝宽度等因素对射流掺混过程中温度场分布的影响.数值模拟结果得到已有理论及试验成果的验证.
- 数值模拟 /
- 热传输 /
- 大涡模拟 /
- 窄缝 /
- 热浮力射流
Abstract: A three-dimensional numerical model of the coordinate is developed The σ-coordinate transformation transfers the irregular physical domain with the wavy free surface and uneven bottom to the regular computational domain with the shape of rectangular prism The Smagorinsky model is used in the modeling The operator splitt ing method,breaking the solution procedure into the advection,diffusion,and propagat ion steps,is used to solve the modified Navier-Stokes equations and energy equation The model is used to simulate thermal buoyant jets in both stagnant water and wave environment,to compare the distribution of velocity and temperature,the decay law of the mean velocity along axis and the self-similar characteristic,and to numerically analyze the influence factors such as the width of slot and the difference of temperature The numerical result is of great practical importance for the design of the thermal and wastewater diffusers.
- numerical simulation /
- heat transfer /
- large eddy simulation /
- slot /
- thermal buoyant jets

[1]	CHEN C J,RODI W.Vertical turbulent buoyant jets:A review of experimental data[M].New York:Pergamon Press,1980.
[2]	KOOLE R,SWAN C.Measurements of a 2-D non-buoyant jet in a wave environment[J].Coastal Engineering,1994,24:151-169.
[3]	Mossa M.Behavior of non-buoyant jets in wave environment[J].Journal of Hydraulic Engineering.2004,130(7):704-717.
[4]	王鹏,肖伟华,纪平.横流中底部浮射流稀释特性的试验研究[J].水力发电学报,2008,27(1):79-84.(WANG Peng,XIAO Wei-hua,JI Ping.Test study on the dilution characteristics of buoyant jet at the bottom of steady flow[J].Journal of Hydroelectric Engineering,2008,27(1):79-84.(in Chinese))
[5]	周丰,孙昭晨,梁书秀.波浪环境中圆形垂向射流的试验研究[J].水利学报,2007,38(8):981-985.(ZHOU Feng,SUN Zhao-chen,LIANG Shu-xiu.Experimental study on vertical round jet discharge into wave environment with definite depth[J].Journal of Hydraulic Engineering,2007,38(8):981-985.(in Chinese))
[6]	李炜,槐文信.平面射流和浮力射流的数学模型及计算方法[J].水动力学研究与进展,1989,4(4):41-50.(LI Wei,HUAI Wen-xin.The mathematical method and numerical method for plane jets and buoyant jets[J].Journal of Hydrodynamics,1989,4(4):41-50.(in Chinese))
[7]	KUANG C P,LEE J H W.Effect of downstream control on stability and mixing of a vertical buoyant jet in confined depth[J].Journal of hydraulic Reseach,2001,39(4):375-391.
[8]	DAI Hui-chao,WANG Ling-ling.Numerical study of submerged vertical plane jets under progressive water surface waves[J].China Ocean Engineering,2005,19(3):433-442.
[9]	杨中华,槐文信.采用RNG紊流模型计算静止环境中圆形负浮力射流[J].水科学进展,2004,15(6):760-764.(YANG Zhong-hua,HUAI Wen-xin.Simulation on the negatively buoyant jet in static ambient by RNG turbulence model[J].Advances in Water Science,2004,15(6):760-764.(in Chinese))
[10]	李炜,槐文信.湍浮力射流形成区内特性的预报[J].水动力学研究与进展,1990,5(2):32-39.(LI Wei,HUAI Wen-xin.Characteristic prediction of turbulent buoyant jet[J].Journal of Hydrodynamics,1990,5(2):32-39.(in Chinese))
[11]	曾玉红,槐文信.静止环境中水平圆形浮力射流流动特性研究[J].华中科技大学学报:自然科学版,2005,33(11):90-92.(ZENG Yu-hong,HUAI Wen-xin.Characters of horizontal round buoyant jets in quiescent shallow water[J].Huazhong University of Sci & Tech,2005,33(11):90-92.(in Chinese))
[12]	袁丽蓉,沈永明,郑永红.用VOF方法模拟静止浅水环境中的垂直紊动射流[J].水科学进展,2004,15(5):566-570.(YUAN Li-rong,SHEN Yong-ming,ZHENG Yong-hong.Simulation of a vertical turbulent jet discharge from the bottom of static shallow water with VOF method[J].Advances in Water Science,2004,15(5):566-570.(in Chinese))
[13]	李炜,槐文信.浮力射流的理论及应用[M].北京:科学出版社,1997.(LI Wei,HUAI Wen-xin.The theory and application of buoyant jet[M].Beijing:Science Press,1997.(in Chinese))
[14]	WANG L L.Using large eddy simulation in σ-coordinate system to simulate surface wave[J].China Ocean Engineering,2004,18(3):413-422.
[15]	CHEN Yong-ping.Three-dimensional modeling of vertical jets in random waves[D].Hong Kong:The Hong Kong Polytechnic University,2006.
[16]	ANDREOPOULOS J,PRATURI A,RODI W.Experiments on vertical plane buoyant jets in shallow water[J].J Fluid Mech,1986,168:305-336.
[17]	GUTMARK E,WYGNANSKI I.The planar turbulent jet[J].J Fluid Mech.1976,73:465-495.
[18]	KUANG J,HSU C T.Experiments on 2D-submerged vertical jets with progressive surface water waves[C]//Proceedings of the 2nd International Symposium on Environmental Hydraulics.Hong Kong:[s.n.],1998:155-160.

[1]	假冬冬, 王远见, 江恩惠, 邵学军, 张幸农. 小浪底水库淤积形态数值模拟 . 水科学进展, 2020, 31(2): 240-248. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.02.010
[2]	徐振山, 陈永平, 张长宽, 王娅娜. 波流环境中射流的大涡数值模拟 . 水科学进展, 2014, 25(2): 239-245.
[3]	房克照, 刘忠波, 邹志利, 孙家文, 尹继伟. 波生沿岸流数值模拟 . 水科学进展, 2013, 24(2): 258-265.
[4]	张健, 杨立, 张士成, 吕事桂. 流动环境中圆孔水平热射流三维数值模拟 . 水科学进展, 2011, 22(5): 668-673.
[5]	姜国强, 任秀文, 李炜. 横流环境湍射流涡动力学特性数值模拟 . 水科学进展, 2010, 21(3): 307-314.
[6]	张金凤, 张庆河, 卢昭. 颗粒沉降的格子Boltzmann模拟与PIV实验验证 . 水科学进展, 2009, 20(4): 480-484.
[7]	丁全林, 汪德爟, 王玲玲. 基于LBGK方法的粘性流体晃动问题大涡模拟 . 水科学进展, 2009, 20(5): 652-657.
[8]	王军, 赵慧敏. 河流冰塞数值模拟进展 . 水科学进展, 2008, 19(4): 597-604.
[9]	芦绮玲, 陈刚. 多孔紊动射流的数值模拟与实验研究进展 . 水科学进展, 2008, 19(1): 137-146.
[10]	王文全, 张立翔, 郭亚昆, 闫妍. 弯曲槽道边壁振动情况下湍流特性的大涡模拟 . 水科学进展, 2008, 19(5): 618-623.
[11]	毛萌, 任理. 有效参数的幂平均算法对农田尺度阿特拉津淋溶动态数值模拟的影响 . 水科学进展, 2005, 16(2): 222-232.
[12]	李福田, 刘沛清, 马宝峰. 高拱坝宽尾墩三维流场数值模拟 . 水科学进展, 2005, 16(2): 185-188.
[13]	邓军, 许唯临, 杨忠超, 曲景学. 基岩冲刷的数值模拟 . 水科学进展, 2005, 16(1): 47-51.
[14]	戴会超, 王玲玲. 淹没水跃的数值模拟 . 水科学进展, 2004, 15(2): 184-188.
[15]	张昌兵, 熊朝坤, 桂林, 刘华, 莫政宇. 水质大涡模拟数学模型研究 . 水科学进展, 2004, 15(4): 431-435.
[16]	吴作平, 杨国录, 甘明辉. 河网水流数值模拟方法研究 . 水科学进展, 2003, 14(3): 350-353.
[17]	张昌兵, 杨永全, 鞠小明, 桂林. 混流式转轮中流场的大涡模拟 . 水科学进展, 2002, 13(6): 675-681.
[18]	谭维炎, 施勇. 浅水障碍绕流的数值模拟 . 水科学进展, 1999, 10(4): 351-361.
[19]	毛晓敏, 杨诗秀, 雷志栋, 何长德, 周凯. 叶尔羌河流域裸地潜水蒸发的数值模拟研究 . 水科学进展, 1997, 8(4): 313-320.
[20]	马振海. 黄河倒灌渭河的数值模拟 . 水科学进展, 1995, 6(3): 211-217.

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窄缝热浮力射流影响因素的数值模拟

河海大学水利水电工程学院, 江苏, 南京, 210098

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(50679023);教育部博士点基金资助项目(20070294012)

作者简介:
王玲玲(1966- ),女,江苏射阳人,教授,博士,主要从事数值模拟及水信息学研究.E-mail:wanglingling@hhu.edu.cn.

收稿日期: 2008-08-08
刊出日期: 2009-09-25

中图分类号: TV142.3

关键词:

热浮力射流

摘要: 对流动控制方程即连续方程、动量方程和能量方程进行坐标转化,将带有自由表面和不平坦底面的不规则物理区域转变为规则的矩形计算区域.应用大涡模拟Smagorinsky模型对控制方程进行模化,根据破裂算子法将动量方程和能量方程分解成对流、扩散和传播三步进行顺序求解.利用该模型对静止和规则波环境下二维窄缝热浮力射流进行数值模拟,比较了两种环境下速度场、温度场、轴线速度衰减规律、垂向流速的自相似分布等特性,分析了浮力的作用以及射流速度、窄缝宽度等因素对射流掺混过程中温度场分布的影响.数值模拟结果得到已有理论及试验成果的验证.

English Abstract

王玲玲, 岳青华. 窄缝热浮力射流影响因素的数值模拟[J]. 水科学进展, 2009, 20(5): 632-638.

引用本文:

王玲玲, 岳青华. 窄缝热浮力射流影响因素的数值模拟[J]. 水科学进展, 2009, 20(5): 632-638.

WANG Ling-ling, YUE Qing-hua. Numerical simulation of influence factors of slot-generated thermal buoyant jets[J]. Advances in Water Science, 2009, 20(5): 632-638.

Citation:

WANG Ling-ling, YUE Qing-hua. Numerical simulation of influence factors of slot-generated thermal buoyant jets[J]. Advances in Water Science, 2009, 20(5): 632-638.

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