波流环境中垂向圆管射流三维运动和稀释过程模拟

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波流环境中垂向圆管射流三维运动和稀释过程模拟

徐振山, 陈永平, 张长宽

文章导航 > 水科学进展 > 2017 > 28(2): 265-275

徐振山, 陈永平, 张长宽. 波流环境中垂向圆管射流三维运动和稀释过程模拟[J]. 水科学进展, 2017, 28(2): 265-275. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.012

引用本文:

徐振山, 陈永平, 张长宽. 波流环境中垂向圆管射流三维运动和稀释过程模拟[J]. 水科学进展, 2017, 28(2): 265-275. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.012

XU Zhenshan, CHEN Yongping, ZHANG Changkuan. Study on three-dimensional movement and dilution of a vertical round jet under the wave-current effect[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(2): 265-275. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.012

Citation:

XU Zhenshan, CHEN Yongping, ZHANG Changkuan. Study on three-dimensional movement and dilution of a vertical round jet under the wave-current effect[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(2): 265-275. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.012

波流环境中垂向圆管射流三维运动和稀释过程模拟

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.012

1.
河海大学港口海岸与近海工程学院, 江苏南京 210098;
2.
河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 江苏南京 210098

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51379072）；中央高校基本科研业务费资助项目（2016B13214）

作者简介:
徐振山(1988-),男,山东潍坊人,博士,主要从事河口海岸及近海水动力环境方面研究。E-mail:zsxu2006@hhu.edu.cn

通讯作者:
陈永平,E-mail:ypchen@hhu.eu.cn

中图分类号: TV132.1

Study on three-dimensional movement and dilution of a vertical round jet under the wave-current effect

1.
College of Harbor, Coastal and Offshore Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China;
2.
State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China

摘要: 采用大涡数值模拟方法建立了波流环境中垂向圆管射流三维物质输运数学模型，在此基础上分析了波流共同作用下射流运动和稀释过程，并探讨了波浪对射流三维时均浓度特征的影响。数模结果与实测数据的对比表明，该模型能够正确复演波流环境中射流速度和浓度沿水深分布的规律。引入了射流的三维浓度特征指标，即断面最小稀释度及其垂向位置和断面可视范围面积，发现随着波高或波周期的增大，波流环境中射流的断面可视范围面积逐渐增加，这说明波浪对射流的稀释起到一定的促进作用。
- 波流 /
- 射流 /
- 大涡数值模拟 /
- 稀释
Abstract: The flow and dilution of a vertical round jet under the combined effect of wave and current are investigated by using the three dimensional large eddy simulation model, and the wave effect on the 3-D concentration characteristics of the jet is discussed. The comparison between the numerical results and the experimental data shows that, the numerical model is capable of reproducing the distribution of the jet velocity and concentration along the water depth in the wave-current environment. The 3-D concentration characteristic indexes of jet, including the minimum dilution and its vertical position as well as the visual area of the section, are adopted in this study. It is found that, the jet in a wave-current environment shows a larger visual area on the sections as the increasing of the wave height or period, which indicates that the wave has a positive role on the acceleration of jet dilution in the wave-current environment.
- wave-current /
- jet /
- large eddy simulation /
- dilution

[1]	徐振山, 黄振超, 李蒙, 陈永平, 张长宽. 横流环境下振荡射流初始稀释规律 . 水科学进展, 2022, 33(6): 1000-1008. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2022.06.014
[2]	叶逾, 张宇, 蔡芳敏, 谢一凡, 鲁春辉. 宏观各向异性多孔介质中流体变形及溶质运移 . 水科学进展, 2021, 32(6): 903-910. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2021.06.009
[3]	左利钦, 陆永军, 朱昊. 波流边界层水沙运动数值模拟——II.泥沙运动模拟 . 水科学进展, 2019, 30(5): 738-748. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.05.014
[4]	左利钦, 陆永军, 朱昊. 波流边界层水沙运动数值模拟——I:水动力模拟 . 水科学进展, 2019, 30(4): 556-567. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.04.011
[5]	陈永平, 孙朴, 王娅娜, 徐振山, 江东勃, 张玉玲. 排放角度对波浪环境中圆管射流运动和稀释特性的影响 . 水科学进展, 2017, 28(6): 898-907. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.06.011
[6]	郭芳, 王文科, 姜光辉, 马振杰. 岩溶地下河污染物运移特征及自净能力 ——以广西里湖地下河为例 . 水科学进展, 2014, 25(3): 414-419.
[7]	李寿千, 陆永军, 左利钦, 黄伟昊, 陆彦. 波浪及波流边界层泥沙起动规律 . 水科学进展, 2014, 25(1): 106-114.
[8]	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.
[9]	徐振山, 陈永平, 张长宽, 王娅娜. 规则波和不规则波条件下射流实验对比 . 水科学进展, 2013, 24(5): 715-721.
[10]	徐振山, 陈永平, 张长宽. 海岸动力环境下射流运动研究综述 . 水科学进展, 2012, 23(3): 438-444. doi: CNKI: 32.1309.P.20120501.1616.001
[11]	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.
[12]	槐文信, 秦明初, 杨中华, 赵磊. 滩地植被化明渠中横向水平射流特性试验研究 . 水科学进展, 2009, 20(5): 646-651.
[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]	何培杰, 龙新平, 梁爱国, 刘景植, 陆宏圻. 射流泵流场的PIV测量 . 水科学进展, 2004, 15(3): 296-299.
[15]	李炜, 姜国强, 张晓元. 横流中圆孔湍射流的旋涡结构 . 水科学进展, 2003, 14(5): 576-582.
[16]	姜国强, 张晓元, 李炜. PIV在横流中的湍射流实验研究中的应用 . 水科学进展, 2002, 13(5): 588-593.
[17]	槐文信, 那宇彤, 黄纪忠, 童汉毅, 姜国强. 浅水环境中垂向圆形纯射流的试验研究 . 水科学进展, 2002, 13(1): 26-30.
[18]	槐文信, 那宇彤, 陈雪峰. 河流中单向性同流扩散器近区的稀释 . 水科学进展, 1998, 9(4): 319-324.
[19]	宿青山, 段淑娟. 哈尔滨市地下水污染特征与水质净化作用研究 . 水科学进展, 1993, 4(1): 57-62.
[20]	杨志峰, 周雪漪, 许协庆. 潮汐环境中垂向湍射流流场的数值模拟 . 水科学进展, 1993, 4(1): 23-29.

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波流环境中垂向圆管射流三维运动和稀释过程模拟

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.012

1. 河海大学港口海岸与近海工程学院, 江苏南京 210098;

2. 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 江苏南京 210098

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51379072）；中央高校基本科研业务费资助项目（2016B13214）

作者简介:
徐振山(1988-),男,山东潍坊人,博士,主要从事河口海岸及近海水动力环境方面研究。E-mail:zsxu2006@hhu.edu.cn

通讯作者: 陈永平,E-mail:ypchen@hhu.eu.cn

收稿日期: 2016-07-21
刊出日期: 2017-03-25

中图分类号: TV132.1

关键词:

大涡数值模拟 /

摘要: 采用大涡数值模拟方法建立了波流环境中垂向圆管射流三维物质输运数学模型，在此基础上分析了波流共同作用下射流运动和稀释过程，并探讨了波浪对射流三维时均浓度特征的影响。数模结果与实测数据的对比表明，该模型能够正确复演波流环境中射流速度和浓度沿水深分布的规律。引入了射流的三维浓度特征指标，即断面最小稀释度及其垂向位置和断面可视范围面积，发现随着波高或波周期的增大，波流环境中射流的断面可视范围面积逐渐增加，这说明波浪对射流的稀释起到一定的促进作用。

English Abstract

徐振山, 陈永平, 张长宽. 波流环境中垂向圆管射流三维运动和稀释过程模拟[J]. 水科学进展, 2017, 28(2): 265-275. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.012

引用本文:

徐振山, 陈永平, 张长宽. 波流环境中垂向圆管射流三维运动和稀释过程模拟[J]. 水科学进展, 2017, 28(2): 265-275. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.012

XU Zhenshan, CHEN Yongping, ZHANG Changkuan. Study on three-dimensional movement and dilution of a vertical round jet under the wave-current effect[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(2): 265-275. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.012

Citation:

XU Zhenshan, CHEN Yongping, ZHANG Changkuan. Study on three-dimensional movement and dilution of a vertical round jet under the wave-current effect[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(2): 265-275. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.012

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