豎管跌水井內(nèi)部設(shè)有消能池。雨水或生活廢水在消能池內(nèi)產(chǎn)生紊動射流,在射流過程中,射流液體通過紊流、混摻、擴散與周圍液體進行能量交換,起到消能作用。為探討跌水井直徑、入口支管管徑水墊深度對消能池的消能性的影響。對不同結(jié)構(gòu)的豎管跌水井,建立數(shù)學(xué)模型,采用CFD（Computational Fluid Dynamics）流體仿真跌水射流過程,確定跌水井的最小水墊深度,以水流在跌水井底部垂直速度為零作為標準。結(jié)果表明,數(shù)學(xué)模型與CFD仿真結(jié)果接近,當(dāng)流量小于0.147 m³∕s時,500 mm水墊深度足夠消去跌水動能,減少跌水對跌水井底部產(chǎn)生的垂直動量。 

【文章來源】：軟件. 2020,41(01)

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紊動射流（c）跌水井直徑1500mm

陳文等：基于CFD對豎管跌水井結(jié)構(gòu)與消能性設(shè)計171《軟件》雜志歡迎推薦投稿：cosoft@vip.163.com斗消能。底流消能是使用最多的消能方式，底流消能的主要特征是紊動射流，射流通過紊動、擴散和混摻與周圍水體進行動量和能量的交換，起到消能效果[6-8]。劉沛清等人分析了水平底板的水躍主要特征，以及水墊塘內(nèi)淹沒沖擊射流的基本特征，并得出有關(guān)的經(jīng)驗公式[9,10]。李天翔通過試驗得出淺水墊消力池的躍后水深計算公式和消能率公式，分析不同來流條件和淺水墊深度對消能率的影響[11]。蘇沛蘭等人揭示了淺水墊消力池的流速分布、壓力分布等水力特性，發(fā)現(xiàn)淺水墊消能池有利于降低流速，消能效果顯著[12]。李連俠等人發(fā)現(xiàn)消力池進口形式對水墊深度影響較大[13]。1數(shù)學(xué)模型計算方法假設(shè)控制體內(nèi)流體是連續(xù)且不可壓縮流體，流體運動過程中僅受重力作用，跌水過程不發(fā)生摻氣現(xiàn)象。跌水井消能數(shù)學(xué)模型由孔口自由出流模型和圓形紊動射流模型組成。以跌水井處在滿負荷工況下，計算跌水井消能池水墊最小深度。1.1跌水井結(jié)構(gòu)示意圖及設(shè)計參數(shù)跌水井結(jié)構(gòu)示意圖及設(shè)計參數(shù)如圖1，1U為流體孔口出流速度，2U為圓形紊動射流初始速度，1DN為入口支管管徑，2D為圓形紊動射流初始截面直徑，D為水墊深度，H為跌水水頭，為跌水井直徑。依據(jù)劉達等人對不同入流角度對水墊消力池水力特性的影響[15]，設(shè)流速2U的方向垂直水墊液面。圖1跌水井結(jié)構(gòu)示意圖及設(shè)計參數(shù)Fig.1Schematicdiagramanddesignparametersofthefallingwaterwell1.2連續(xù)方程根據(jù)質(zhì)量守恒定律：()0vtdmddVdtdt（1）導(dǎo)出控制體內(nèi)流體的連續(xù)方程，由于不可壓縮流體的?

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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