射流孔形状对明渠中射流污染物输送扩散特性影响研究

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作者 杜富慧 玉潇楠 张士杰 《水电能源科学》 北大核心 2025年第11期63-67,共5页

为探究射流孔形状对横流中射流流动特性及稀释规律的影响,采用Realizable κ-ε湍流模型开展数值模拟,比较分析了圆形、正方形及多种矩形孔射流在横流作用下的速度分布、涡量沿程变化过程和浓度分布。结果表明,射流孔形状通过影响射流... 为探究射流孔形状对横流中射流流动特性及稀释规律的影响,采用Realizable κ-ε湍流模型开展数值模拟,比较分析了圆形、正方形及多种矩形孔射流在横流作用下的速度分布、涡量沿程变化过程和浓度分布。结果表明,射流孔形状通过影响射流初始动量分布及其与横流的相互作用机制进而影响射流的扩散特性。矩形孔直角边界诱导涡旋产生使得射流初始动量耗散,与圆形孔射流相比扩散效果更好。研究结果可为污水排放扩散器中射流孔形状的优化设计提供理论支持。 展开更多

关键词 射流 射流孔形状 流速分布 旋涡分布 扩散特性

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横流中多孔射流流动特性实验研究 被引量：13

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作者 肖洋 雷鸣 +2 位作者 李开杰 刘贵平 闫静 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期390-395,共6页

横流中多孔射流的流动特性是揭示其输移扩散机理的基础。利用粒子图像测速技术PIV测量了横向流动条件下单孔、两孔和四孔射流的速度场,对射流主体范围内、射流的迎流面和各个射流之间的流场进行了研究。实验研究表明,多个射流中的第1个... 横流中多孔射流的流动特性是揭示其输移扩散机理的基础。利用粒子图像测速技术PIV测量了横向流动条件下单孔、两孔和四孔射流的速度场,对射流主体范围内、射流的迎流面和各个射流之间的流场进行了研究。实验研究表明,多个射流中的第1个射流迎流面卷吸强度明显大于单个射流情况;两个射流之间的区域可分为两个部分,上游部分水体被卷吸进入上一个射流,下游部分水体被卷吸进入下一个射流;后面射流迎流面的横向流速明显低于第1个射流迎流面的横向流速,揭示了导致后面射流弯曲的横向有效流速沿程发展变化过程;揭示了横向有效流速的沿程变化规律。 展开更多

关键词 多孔射流 横向流动 粒子图像测速 横向有效流速

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波流环境中射流的大涡数值模拟 被引量：12

3

作者 徐振山 陈永平 +1 位作者 张长宽 王娅娜 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期239-245,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 射流 波流 大涡模拟

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孔板流场的二维激光测速试验研究 被引量：9

4

作者 才君眉 马俊 +1 位作者 张子冀 冯金铭 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第4期51-59,共9页

本文通过二维激光测速试验分析了孔板流场特性，并深入研究了孔板内缘型式对流场影响规律，采用圆形管道和模拟孔板断面的矩形管道两种模型试验对比分析，研究了孔板环内分离流发展过程与孔板内缘型式的关系，从而揭示了内缘型式对消能... 本文通过二维激光测速试验分析了孔板流场特性，并深入研究了孔板内缘型式对流场影响规律，采用圆形管道和模拟孔板断面的矩形管道两种模型试验对比分析，研究了孔板环内分离流发展过程与孔板内缘型式的关系，从而揭示了内缘型式对消能系数影响的内部机理。 展开更多

关键词 孔板流场 内缘型式 激光测速 消能系数

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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 被引量：11

5

作者 徐振山 陈永平 张长宽 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期265-275,共11页

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... 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。 展开更多

关键词 波流 射流 大涡数值模拟 稀释

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基于数值模拟的澄通感潮河段水源地预警站设置研究 被引量：6

6

作者 徐振山 王苏东 +2 位作者 丁宏伟 杨柳俊 陈永平 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期61-69,共9页

针对突发性水污染事件可能严重影响水源地取水,而现有研究针对感潮河段水源地预警站的确定方法尚无系统论述的问题,基于长江澄通感潮河段水动力-水质耦合数学模型,在厘清径潮共同作用下该河段污染物扩散输运规律的基础上,初步确定了长... 针对突发性水污染事件可能严重影响水源地取水,而现有研究针对感潮河段水源地预警站的确定方法尚无系统论述的问题,基于长江澄通感潮河段水动力-水质耦合数学模型,在厘清径潮共同作用下该河段污染物扩散输运规律的基础上,初步确定了长青沙和狼山水源地的预警站位置和数量;结合影响水源地的潜在污染源分布特征和污染物累积特征对预警站进行了空间校核,利用预警响应时效性对预警站进行了时间校核,最终确定了两水源地上下游共4个预警站的位置;基于预警站位置水质与水源地位置水质的相关性确定了长青沙和狼山水源地的应急响应方案,并给出了苯酚泄漏的风险响应限值。 展开更多

关键词 突发性水污染 感潮河段 数值模拟 预警站 澄通感潮河段

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串联型脉冲喷嘴内流场的数值模拟 被引量：3

7

作者 唐川林 何小婷 +1 位作者 胡东 申硕 《轻工机械》 CAS 2013年第6期21-25,共5页

以串联型脉冲喷嘴为研究对象,基于标准的κ-ε模型,通过改变腔长,应用FLUENT软件对串联型脉冲喷嘴谐振腔内流场进行数值模拟,得到了速度场的分布规律,计算结果表明,存在一个最佳腔长使得射流出口速度达到最大。实验也得到了类似的结果。

关键词 射流喷嘴 腔长 数值分析 FLUENT软件

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规则波和不规则波条件下射流实验对比 被引量：2

8

作者 徐振山 陈永平 +1 位作者 张长宽 王娅娜 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期715-721,共7页

利用三维声学多普勒流速仪分别对规则波和不规则波条件下垂向圆管射流的流场进行了测量。在规则波条件下,靠近自由表面的射流垂向速度横剖面出现了较为明显的"双峰"现象,相较而言不规则波条件下射流垂向速度横剖面保持更好的... 利用三维声学多普勒流速仪分别对规则波和不规则波条件下垂向圆管射流的流场进行了测量。在规则波条件下,靠近自由表面的射流垂向速度横剖面出现了较为明显的"双峰"现象,相较而言不规则波条件下射流垂向速度横剖面保持更好的高斯分布,"双峰"现象更不明显。在波能密度和波能通量一致的比选原则下,射流在规则波条件下的轴线速度衰减在初始段较不规则波条件要快一些,这与上述"双峰"现象存在一定的关系。 展开更多

关键词 射流 规则波 不规则波 实验

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基于遗传算法的多孔变径管优化设计 被引量：3

9

作者 白丹 王新 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期42-45,共4页

多孔管广泛用于喷灌和微灌等节水灌溉工程。在满足多孔管允许压力差的条件下,采用变径设计,即整条多孔管由若干种标准管径的管道组成,可降低多孔管投资。该文建立了各种地形坡度条件下多孔管优化设计数学模型。在应用遗传算法求解优化... 多孔管广泛用于喷灌和微灌等节水灌溉工程。在满足多孔管允许压力差的条件下,采用变径设计,即整条多孔管由若干种标准管径的管道组成,可降低多孔管投资。该文建立了各种地形坡度条件下多孔管优化设计数学模型。在应用遗传算法求解优化设计模型中,采用符号编码方法,具有简单、易用的特点。 展开更多

关键词 多孔出流管 优化设计 遗传算法 符号编码

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雨水口箅子的孔口流量系数试验研究 被引量：13

10

作者 吴鹏 杨敏 +1 位作者 何京莲 李卫 《水利与建筑工程学报》 2014年第6期65-68,106,共5页

孔口流量系数大小对雨水口箅子的泄流能力具有重要影响。对等格条间距和等格条厚度的矩形断面横条箅子和圆形断面横格条箅子的孔口流量系数进行了试验研究,结果表明雨水口箅宽方向截留纵坡向来水时,随来水量增大,矩形断面格条箅子的流... 孔口流量系数大小对雨水口箅子的泄流能力具有重要影响。对等格条间距和等格条厚度的矩形断面横条箅子和圆形断面横格条箅子的孔口流量系数进行了试验研究,结果表明雨水口箅宽方向截留纵坡向来水时,随来水量增大,矩形断面格条箅子的流量系数呈略减小趋势,其流量系数比圆形断面格条箅子稳定;雨水口泄流箅上深度积水时,矩形断面格条箅子的流量系数明显小于圆形断面格条箅子。该结果可对雨水口箅子的选用和雨水口的设计计算具有重要参考意义。 展开更多

关键词 格条 流量系数 纵坡向来水 积水

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透水丁坝孔型对坝体附近水流特性影响研究 被引量：3

11

作者 樊新建 浮文文 +2 位作者 王之君 汪开宏 程扬威 《水电能源科学》 北大核心 2024年第3期204-207,199,共5页

为深入探讨透水丁坝透水孔型对其附近水流特性的影响,通过室内高精度水槽试验,采用三维声学多普勒流速仪对矩形、方圆形和椭圆形三种透水孔型下丁坝附近水流流速进行测量,获得不同透水孔型影响下的丁坝附近水流流速和紊动强度分布特征... 为深入探讨透水丁坝透水孔型对其附近水流特性的影响,通过室内高精度水槽试验,采用三维声学多普勒流速仪对矩形、方圆形和椭圆形三种透水孔型下丁坝附近水流流速进行测量,获得不同透水孔型影响下的丁坝附近水流流速和紊动强度分布特征。结果表明,坝后水流流速波动和紊动强度明显大于坝前,透水丁坝对近坝区水流影响较大,距丁坝越远,流速均匀性越好,紊动强度越小。透水丁坝的缓流效果与透水孔型密切相关,矩形透水孔的坝后缓流率为35.4%,缓流效果较好,方圆形透水孔次之,椭圆形最小,研究结果可为丁坝的透水孔型选择提供指导和参考。 展开更多

关键词 透水丁坝 透水孔型 流速分布 紊动强度 缓流率

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多孔流体分布管出流及水头变化规律研究 被引量：1

12

作者 杜涛 刘焕芳 +2 位作者 金瑾 李强 韩义超 《节水灌溉》 北大核心 2014年第2期8-10,13,共4页

多孔流体分布管广泛应用于滴喷灌、石油化工、给排水、电力、通风等领域中,不同领域多孔流体分布管的长度不尽相同,流体的流态不同,其内在的水头变化和出流情况也各不相同。结合前人理论分析结果,通过三组实验数据得出多孔流体分布管不... 多孔流体分布管广泛应用于滴喷灌、石油化工、给排水、电力、通风等领域中,不同领域多孔流体分布管的长度不尽相同,流体的流态不同,其内在的水头变化和出流情况也各不相同。结合前人理论分析结果,通过三组实验数据得出多孔流体分布管不同流态(全紊流区,完全紊流区,非完全紊流区,过渡区,层流区)下相应管长的不同,并根据不同流态(全紊流区,完全紊流区,非完全紊流区,过渡区,层流区)分区完整程度的不同得出不同类型多孔流体分布管内在水头变化趋势:对于分区完整的多孔流体分布管长管压力沿程降低,降低幅度沿程变小,到多孔流体分布管末端时压力变化趋于平缓;对于分区较完整(过渡区很小可忽略不计)的多孔流体分布管中长管压力先降低后升高,整体变化幅度不大;对于分区不完整(过渡区和层流区很短可忽略不计)的多孔短管压力沿程呈上升趋势。结合对多孔流体分布管水头变化的分析,推导出多孔流体分布管内部的水头变化和流速水头的恢复值的计算公式,为多孔流体分布管的设计提供帮助。 展开更多

关键词 管长 多孔流体分布管 出流 水头变化

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横流环境下振荡射流初始稀释规律 被引量：1

13

作者 徐振山 黄振超 +2 位作者 李蒙 陈永平 张长宽 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1000-1008,共9页

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。 展开更多

关键词 横流环境 振荡射流 初始稀释 经验公式

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规则波作用下垂直圆管负浮力射流的数值模拟 被引量：4

14

作者 尹则高 王盛 孙灿 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期780-790,共11页

高密度盐水排放是海水淡化领域一个复杂和常见的物理现象。为研究波浪作用下盐水射流的水动力特性,建立了规则波作用下垂直圆管负浮力射流三维水动力数学模型。利用试验数据对数值计算结果进行验证,两者吻合较好。基于数值计算结果,分... 高密度盐水排放是海水淡化领域一个复杂和常见的物理现象。为研究波浪作用下盐水射流的水动力特性,建立了规则波作用下垂直圆管负浮力射流三维水动力数学模型。利用试验数据对数值计算结果进行验证,两者吻合较好。基于数值计算结果,分析规则波作用下垂直圆管负浮力射流流体扩散特征,研究规则波对负浮力射流三维时均速度以及瞬时浓度的影响。结果发现:入射波波高和周期对射流中轴上量纲一平均垂向速度的衰减指数影响不大,而对衰减系数影响较大;随着波高或波周期的增加,射流特征速度半宽增加,射流中轴上量纲一平均垂向速度的衰减系数减小,有助于射流流体在环境水体中的扩散。另外,建立了考虑浮力效应的波-射流动量比影响的射流中轴上量纲一平均速度衰减系数、平均特征半宽公式,可以为相关实际工程提供一定的参考。 展开更多

关键词 规则波 负浮力射流 数值模拟 特征速度半宽 波-射流动量比

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定流量调度时三河闸开高确定方法研究 被引量：3

15

作者 张友明 霍中元 +1 位作者 王莉莉 马维达 《水利与建筑工程学报》 2018年第5期176-180,共5页

科学合理利用洪泽湖水资源,其主要口门三河闸须精准调度运行。研究定流量调度时三河闸闸门开高的精准确定方法。采用规范确定的水闸出流公式,结合2004年至2016年流量实测资料和长期调度运行实践,提出确定闸门开高的经验公式。重新率定... 科学合理利用洪泽湖水资源,其主要口门三河闸须精准调度运行。研究定流量调度时三河闸闸门开高的精准确定方法。采用规范确定的水闸出流公式,结合2004年至2016年流量实测资料和长期调度运行实践,提出确定闸门开高的经验公式。重新率定三河闸淹没孔流、淹没堰流关系曲线,绘制三河闸调度流量差-上游水位变幅值关系曲线和三河闸(中渡)流量-水位关系曲线,分析三河闸孔流和堰流分界值确定方法,提出了定流量调度时确定三河闸闸门开高的方法。2016年测流数据表明,此方法预测流量的最大绝对误差为5. 74%,误差小于5%的概率达84%;可靠性较高,可用于三河闸精准控制。 展开更多

关键词 精准控制运用 调度曲线率定 闸门开高确定方法 三河闸

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波流环境中多孔射流三维数值模拟

16

作者 徐振山 韩松 +1 位作者 张玉玲 陈永平 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期84-92,共9页

建立了波流环境中多孔射流的三维大涡数学模型,探讨了波流共同作用下多孔射流的扩散和稀释机制,分析了孔间距对双孔射流、射流与环境水体相互作用的影响,并给出了最优相对孔间距。模拟结果表明:在波谷相位时刻,由于横流与波浪相互作用强... 建立了波流环境中多孔射流的三维大涡数学模型,探讨了波流共同作用下多孔射流的扩散和稀释机制,分析了孔间距对双孔射流、射流与环境水体相互作用的影响,并给出了最优相对孔间距。模拟结果表明:在波谷相位时刻,由于横流与波浪相互作用强烈,流场内的三维涡旋结构丰富、尺度较大、数目众多,有利于射流与环境水体、射流与射流之间的掺混,这是波流环境比单一横流环境中多孔射流运动扩散效果更佳的主要原因;随着孔间距的增大,双孔射流之间的相互作用慢慢削弱,而射流与环境水体之间的相互作用却在不断增强;双孔射流在孔间距为7.0倍管口直径时扩散效果最好。 展开更多

关键词 多孔射流 波流环境 孔间距 大涡模拟 三维流场

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静水条件下垂直圆管负浮力射流的数值模拟

17

作者 胡玉珊 张仁贡 +3 位作者 孙灿 郑福祥 王盛 尹则高 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期124-130,共7页

建立了静水条件下垂直圆管负浮力射流的三维水动力数学模型和物理模型,两者的无量纲垂向速度吻合较好;对静水条件下垂直圆管负浮力射流的水动力特性进行了研究。结果表明:随着射流初始速度的增加,射流初始密度和喷口直径的减小,射流最... 建立了静水条件下垂直圆管负浮力射流的三维水动力数学模型和物理模型,两者的无量纲垂向速度吻合较好;对静水条件下垂直圆管负浮力射流的水动力特性进行了研究。结果表明:随着射流初始速度的增加,射流初始密度和喷口直径的减小,射流最大上升高度和稳态高度均增加。射流初始速度和射流初始密度对最大上升高度时刻中轴线垂向速度衰减早晚和衰减率的影响不大;随着射流初始密度的增加,稳态高度时刻的射流中轴线上垂向速度衰减较晚,衰减率增加;射流量一定时,随着喷口直径的增加,最大上升高度时刻和稳态高度时刻射流中轴线上垂向流速衰减较早,衰减率减小。分别建立了密度弗劳德数表达的无量纲最大上升高度和稳态高度线性关系式;本研究中射流最大上升高度和稳态高度比值趋近于常数1.52,与密度弗劳德数基本无关。研究结果可以为静水条件下垂直圆管负浮力射流的设计和工程应用提供一定的参考依据。 展开更多

关键词 静水 垂直圆管 负浮力射流 射流高度 中轴线垂向速度 密度弗劳徳数

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沉淀池穿孔排泥管积泥均匀性探讨 被引量：1

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作者 陈金锥 陈仙通 《工程建设与设计》 2005年第9期79-80,共2页

通过建立穿孔排泥管内泥水流的微分方程,导出穿孔排泥管内压力线无量纲公式,建立了排泥管开孔比与积泥均度的关系,为等间距布孔提供理论依据。

关键词 穿孔排泥管 压力线 积泥均度 孔眼

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大和水闸过闸流量分析 被引量：12

19

作者 吴门伍 陈立 周家俞 《武汉大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期51-54,78,共5页

着重考虑了闸上下游行近段的河道形态对水流结构的影响,即当行近水流流向偏离水闸纵向轴线时,回流、过闸水流的不对称等将降低水闸的过闸能力.根据观澜河大和水闸的实验结果,分析了回流、过闸水流的不对称等影响闸孔过流能力的规律.在... 着重考虑了闸上下游行近段的河道形态对水流结构的影响,即当行近水流流向偏离水闸纵向轴线时,回流、过闸水流的不对称等将降低水闸的过闸能力.根据观澜河大和水闸的实验结果,分析了回流、过闸水流的不对称等影响闸孔过流能力的规律.在此基础上,根据实验结果,给出了修正的计算公式,检验结果表明所建立的修正公式较适用大和水闸过闸流量的计算. 展开更多

关键词 水闸 闸孔出流 回流 过闸流量

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排放角度对波浪环境中圆管射流运动和稀释特性的影响 被引量：5

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作者 陈永平 孙朴 +3 位作者 王娅娜 徐振山 江东勃 张玉玲 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期898-907,共10页

采用粒子图像测速和平面激光诱导荧光技术对波浪环境中倾斜射流的运动和稀释特性进行了实验研究,对比分析了排放角度对射流瞬时运动形态、时均速度场和时均浓度场的影响。实验结果表明排放角度的变化对波浪环境中射流的运动形态、速度... 采用粒子图像测速和平面激光诱导荧光技术对波浪环境中倾斜射流的运动和稀释特性进行了实验研究,对比分析了排放角度对射流瞬时运动形态、时均速度场和时均浓度场的影响。实验结果表明排放角度的变化对波浪环境中射流的运动形态、速度分布和混合范围等均有显著影响。当射流顺波浪方向运动时,射流主体段速度剖面呈双峰分布,达到初始浓度20%、30%、40%和50%的混合范围随排放角度增加而先增大后减小;当射流逆波浪方向运动时,射流速度剖面双峰分布不明显,相应的混合范围随排放角度增加而减小。在波浪牵引和射流卷吸的共同作用下,逆向射流的稀释效果总体上优于与垂线方向相同夹角的顺向射流。 展开更多

关键词 倾斜射流 波浪环境 排放角度 时均速度 时均浓度

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