【摘 要】
：
供水管网中节点数量众多,溶质在节点处的混合情况对供水管网水质模型的准确性有较大影响。传统水质模型假设节点处溶质混合是瞬时完全的,但现实管网系统中节点处的混合并非瞬时完全的。节点完全混合假设会导致供水管网水质模型出现误差。本文对十字节点内部混合机理进行研究,分析不同因素对N型节点、U型节点和十字节点溶质混合的影响,最后对节点出口溶质浓度进行模拟计算。本文采用大涡模拟对十字节点内部混合现象与机理进行了
【基金项目】
：
国家自然科学基金“基于多源信息融合的大型供水管网水力模型实时校核算法研究（52070165）”；
论文部分内容阅读
供水管网中节点数量众多,溶质在节点处的混合情况对供水管网水质模型的准确性有较大影响。传统水质模型假设节点处溶质混合是瞬时完全的,但现实管网系统中节点处的混合并非瞬时完全的。节点完全混合假设会导致供水管网水质模型出现误差。本文对十字节点内部混合机理进行研究,分析不同因素对N型节点、U型节点和十字节点溶质混合的影响,最后对节点出口溶质浓度进行模拟计算。本文采用大涡模拟对十字节点内部混合现象与机理进行了研究。十字节点内部存在混合交界面,不同雷诺数下该交界面对节点混合影响机制不同。当节点Re＜1500时,节点混合主要受剪切层内部溶质转移和变化控制。当节点Re＞1500时,控制混合的关键因素转变为混合界面的波动,雷诺数的增加破坏了混合界面的稳定性,溶质在节点内混合更加充分。此外,十字节点出流管段内流动状态复杂,出流管段存在低速回流区域。出流管段不同位置的截面上存在较大的速度差和复杂的涡流,距离节点出口越近,剖面上速度差越小,出流流体越平缓。通过大涡模拟得到N型节点、U型节点和十字节点三种节点水质混合后的溶质分布、速度场和流场结果,研究进口雷诺数比、出口雷诺数比、支管间距和管径这四个因素对节点溶质混合的影响。随着进口雷诺数比的增加,溶质入流流量增加,节点内部溶质流体比例增加,节点出口溶质浓度增加。随着出口雷诺数比的增加,节点出口N管段流量增加,出口E管段的流量减少,但是不同结构节点出口浓度变化规律不相同。随着节点支管间距L/D和管径的增大,使得U型节点和N型节点流体混合的空间和接触时间增加,促进节点混合更加完全。十字节点由于管径差异变大,两股入流流体在节点内部混合更加充分。最后将不同工况下三种不同结构的节点出口浓度计算值与实验值进行比较,结果表明:运用大涡模拟对节点出口浓度进行计算,无需参考实验测试值人工调整施密特数,仍具有较高的模拟精度;其中,N型节点和U型节点模拟计算整体的误差在10%以内;十字节点出口浓度模拟计算值与实验值误差在5%以内,十字节点模拟计算准确性优于N型和U型节点。
其他文献
无梁楼盖结构体系是一种无需额外设置梁,由柱支承楼板,荷载直接通过柱传至基础的板柱结构体系。相较于框架结构,无梁楼盖结构高度小,降低了层高,在一定建筑高度内,容纳了更多楼层;减小了吊顶空间,提升了空间利用率;此外,无梁楼盖结构体系极大地缩短了建造时间,建造也更加方便。然而,由于火灾、板面过载、过早拆除支承、建材质量差等原因,无梁楼盖体系板柱节点极易发生脆性冲切破坏,薄弱处出现冲切破坏后结构发生内力重
城市化的快速发展以及人口的大量积聚导致土地资源的短缺,因此城市空间的集约型开发模式经常被当代城市所采用,地铁上盖建筑也随之大量出现。与此同时,地铁以出行快捷、方便的优势成为大众生活出行不可或缺的交通方式。地铁列车的日常运行必然也会给其上部建筑带来相应的振动噪声问题。因此,对地铁列车运行引起的地层和建筑物振动响应及其减振措施进行研究,具有重要的科学意义和应用价值。本文以某在建学校和地铁工程作为背景,
混凝土结构在服役过程中易受到周围环境中有害介质的侵蚀,会产生开裂、剥落、强度下降等现象,严重影响其使用寿命,并造成资源的浪费,使大量资源迅速转化成建筑垃圾,给环境带来严重污染。此外,混凝土表面易被灰尘、油渍等无机或有机污渍附着,严重影响其美观及使用功能。因此,本课题将超疏水涂层构筑于混凝土结构表面,研究制备了一种具有自清洁性、防水性、防冰性、防腐蚀性的超疏水混凝土,对混凝土表面的超疏水作用机理开展
静钻根植地热能源桩作为应用浅层地热能的新型热交换载体,具有承载力高、施工方便等优点。本文依托静钻根植地热能源桩,采取现场试验和数值模拟分析结合的方法,研究建筑荷载和间歇温度共同作用下的静钻根植地热能源桩的传热性能和热-力学特性,为地热能源桩设计理论研究及其应用提供支撑。主要结论如下:（1）间歇比对夏季工况地热能源桩的传热性能影响显著,夏季工况试桩的性能系数可达4.0以上,远高于一级能效空调的性能系
在富水地层开展的基坑工程中,常伴随着渗流问题,而地下水渗流会对基坑土体的力学特性产生影响,关系着基坑工程的质量与安全。在当前基坑工程的设计与施工过程中,较少考虑地下水渗流对基坑土体力学特性的影响。在已有的渗透侵蚀研究与土体不稳定性力学特性研究中,主要进行细观层面的理论研究,与宏观实际工程联系较少,且研究中考虑因素不够全面。在此背景下,本文将地下水渗流问题引入基坑工程中,通过数值模拟和室内土单元体三
传统的正交异性钢-混凝土组合桥面结构体系面临钢结构疲劳开裂和桥面铺装层易损两大常见病害威胁,通过将超高性能水泥基复合材料（Ultra-High Toughness Cementitious Composite,简称UHTCC）铺设在正交异性钢桥面板上形成正交异性钢-UHTCC韧性组合桥面结构体系,其凭借UHTCC的高延性和优异的抗裂性能将有望解决桥面铺装层的易损问题。针对大跨度桥梁在应用正交异性钢
生物土体改良是一种创新、环保的土体加固方法,符合国家双碳战略与可持续发展需求,在岩土工程中具有广泛的适用性。其通过引入碳酸钙（Ca CO3）来对散粒土体进行胶结加固。本研究旨在通过离散元模拟研究其模拟方法、加固效果和微观机理。该模拟采用基于接触改变的“虚拟实体”生成方式生成碳酸钙,并提出了其在离散元模型中两种样式——Ca CO3-P和Ca CO3-C。模拟中碳酸钙含量范围为0-9%,剪切波速从16
堆石料作为一种承载力高、施工使用成本较低的建筑材料在我国水利工程、公（铁）路工程、机场道路建设工程等方面有着广泛应用。堆石料颗粒在较低应力条件下即可发生破碎,对材料的宏观力学行为产生重要影响,甚至引发危害建（构）筑物的过大或不均匀沉降。传统土力学研究未考虑颗粒的可破碎性,研究堆石料的颗粒破碎现象对实际工程具有重要意义。现有对颗粒破碎的研究主要关注宏观现象,对颗粒破碎的微观力学研究不足,且存在一定程
徐变是混凝土本身固有的时变特性,对服役期内混凝土结构长期变形的影响不可忽视。但混凝土的徐变机理非常复杂,除了结构自身的因素,恶劣环境和复杂荷载也会对服役期内混凝土结构长期变形性能产生不利影响。因此,深入分析锈蚀作用、循环荷载作用、持续荷载作用复杂工况下的混凝土结构长期变形性能退化规律对于工程结构的设计和分析有着重大的意义。首先,本文开展了仅锈蚀损伤、仅疲劳损伤、含锈蚀和疲劳损伤钢筋混凝土梁的长期持
据调查显示，约有30%的英语专业毕业生选择培训机构就业，但自“双减”政策出台以来，大多数培训机构面临裁员、关闭的风险，这一现象导致英语专业毕业生就业受到巨大冲击。基于此，文章采用网络查询的方式对S市某高校外国语学院做了就业调查，分析了“双减”政策对英语教育培训机构的影响，深入探讨了“双减”政策下英语专业毕业生的就业去向、就业形势和就业问题等，从英语专业毕业生角度提出了实现高质量就业的方法。