斜管组除油池是基于“浅池原理”设计的一种重力式污水处理装置,具有除油效率高、占地面积小等优点。该装置通过油水混合液重力分离、多组斜管(组)内离散油相的积聚、浮升等机制,将油水混合液分离,属于典型的流体-结构耦合作用力学系统,相关的研究涉及到了斜管组内油水两相介质流动、流体-结构耦合作用、油水两相分离和浮升等一系列基础力学问题,本文对之进行了研究,主要内容包括:(1)基于除油池装置结构特点,建立了装置系统流体-结构力学模型,为定量研究斜管组除油池结构基本力学特性,包括油水两相流动/分离、结构动力学参数奠定了基础;(2)利用专业化网格软件ICEM-CFD分别建立了斜管组除油池装置的流体和结构数值仿真模型,通过精细六面体网格模型及复合网格技术,处理了流体-结构界面耦合,以及管、梁、板组合结构数值模型的协调性难题;(3)利用流体动力学仿真软件FLUENT计算了斜管组除油池内油水两相流动参数,对比分析了缓冲整流配水板的作用,探究了入口流量对装置内流场参数影响规律;(4)结合流体-结构耦合模型与Workbench流固耦合模拟技术,研究了斜管组除油池装置流体作用下的结构响应,分别计算了装置运行过程中入口流量、装置搬移吊装过程中液体晃动以及斜管组倾角变化等因素参数产生的结构内流体力学参数、结构变形与油水分离效率;(5)在综合斜管组除油池装置油水两相流体参数、流体-结构作用和动力响应的基础上,对斜管组除油池结构进行了优化设计,改进后的装置在提高油水分离效率、加强结构安全性能等方面获得了良好效果。