排水系统中流动特性及其与沉积物相互作用的数值模拟
| 致谢 | 第6-8页 |
| 摘要 | 第8-10页 |
| Abstract | 第10-11页 |
| 术语表 | 第15-25页 |
| 第1章 绪论 | 第25-34页 |
| 1.1 研究背景与研究现状 | 第25-31页 |
| 1.1.1 排水系统 | 第25-26页 |
| 1.1.2 计算流体力学 | 第26-28页 |
| 1.1.3 数值模拟在排水系统研究中的应用现状 | 第28-31页 |
| 1.2 论文的主要研究内容 | 第31-34页 |
| 1.2.1 主要研究内容 | 第31-33页 |
| 1.2.2 章节安排 | 第33-34页 |
| 第2章 计算流体力学数值模拟方法 | 第34-59页 |
| 2.1 流体基本控制方程 | 第34-36页 |
| 2.1.1 连续介质假设 | 第34页 |
| 2.1.2 质量守恒方程 | 第34-35页 |
| 2.1.3 柯西动量守恒方程 | 第35-36页 |
| 2.2 计算机数值模拟方法 | 第36-38页 |
| 2.2.1 分子动力学 | 第36-37页 |
| 2.2.2 直接数值模拟 | 第37页 |
| 2.2.3 大涡模拟 | 第37页 |
| 2.2.4 雷诺平均法 | 第37-38页 |
| 2.3 湍流模型 | 第38-45页 |
| 2.3.1 涡粘性假设 | 第39页 |
| 2.3.2 零方程模型 | 第39-40页 |
| 2.3.3 单方程模型 | 第40页 |
| 2.3.4 双方程模型 | 第40-44页 |
| 2.3.5 雷诺应力方程模型 | 第44页 |
| 2.3.6 格子玻尔兹曼法 | 第44-45页 |
| 2.4 离散化方法 | 第45-50页 |
| 2.4.1 空间的离散化 | 第45-46页 |
| 2.4.2 控制方程的离散方法 | 第46-47页 |
| 2.4.3 控制方程的离散格式 | 第47-48页 |
| 2.4.4 时间的离散化 | 第48-49页 |
| 2.4.5 数值解法 | 第49-50页 |
| 2.5 水气交界面预测方法 | 第50-53页 |
| 2.5.1 Level-Set法 | 第51-52页 |
| 2.5.2 界面跟踪法 | 第52页 |
| 2.5.3 流体体积法 | 第52-53页 |
| 2.6 水-固相耦合运动模拟 | 第53-55页 |
| 2.6.1 欧拉-欧拉法 | 第53页 |
| 2.6.2 欧拉-拉格朗日法 | 第53-55页 |
| 2.6.3 概率密度函数法 | 第55页 |
| 2.7 国内外主流CFD软件的发展与对比 | 第55-59页 |
| 2.7.1 Phoenics | 第56页 |
| 2.7.2 Fluent | 第56页 |
| 2.7.3 Ansys CFX | 第56-57页 |
| 2.7.4 STAR-CD | 第57页 |
| 2.7.5 NUMECA | 第57页 |
| 2.7.6 Open Foam | 第57-59页 |
| 第3章 检查井区域流量计安装效应的数值模拟研究 | 第59-86页 |
| 3.1 相关研究背景和研究现状 | 第59-68页 |
| 3.1.1 多普勒流量计 | 第59-60页 |
| 3.1.2 流量计测量误差的来源 | 第60-62页 |
| 3.1.3 声学多普勒流量计的安装效应 | 第62-64页 |
| 3.1.4 检查井的构造 | 第64-67页 |
| 3.1.5 检查井区域满管流流场规律 | 第67-68页 |
| 3.2 数值模型的建立与校正 | 第68-73页 |
| 3.2.1 研究对象和研究目标 | 第68-70页 |
| 3.2.2 模型设置与边界条件 | 第70-71页 |
| 3.2.3 网格的划分与网格独立性检验 | 第71-73页 |
| 3.3 模型校验 | 第73-77页 |
| 3.3.1 横截面的流场校验 | 第73-75页 |
| 3.3.2 检查井区域流动校验 | 第75-77页 |
| 3.4 流场分析 | 第77-79页 |
| 3.5 流量计的安装效应 | 第79-84页 |
| 3.5.1 不同安装位置对测量结果的影响 | 第79-82页 |
| 3.5.2 其他变量对测量结果的影响 | 第82-83页 |
| 3.5.3 反向安装流量计对于测量结果的影响 | 第83-84页 |
| 3.6 本章小结 | 第84-86页 |
| 第4章 落底井对颗粒物截除效率的数值模拟研究 | 第86-124页 |
| 4.1 落底井中颗粒物截除的研究现状 | 第86-88页 |
| 4.1.1 落底井 | 第86页 |
| 4.1.2 相关的实验研究 | 第86-87页 |
| 4.1.3 相关的数值模拟研究 | 第87页 |
| 4.1.4 研究目标 | 第87-88页 |
| 4.2 模型建立与设置 | 第88-97页 |
| 4.2.1 模型设置与边界条件 | 第88-91页 |
| 4.2.2 颗粒与流场的耦合方式 | 第91-93页 |
| 4.2.3 颗粒物运动轨迹的计算 | 第93-96页 |
| 4.2.4 颗粒物-壁面的相互作用 | 第96-97页 |
| 4.3 模型校验 | 第97-106页 |
| 4.3.1 网格校验 | 第97-98页 |
| 4.3.2 与实验结果对比 | 第98-102页 |
| 4.3.3 断面流速分布校验 | 第102-106页 |
| 4.4 实验范围的拓展 | 第106-108页 |
| 4.5 流场结果与颗粒物截除机理分析 | 第108-115页 |
| 4.5.1 影响颗粒物截除的因素 | 第108-110页 |
| 4.5.2 流场分析 | 第110-113页 |
| 4.5.3 颗粒物运动轨迹分析 | 第113-115页 |
| 4.5.4 颗粒物截除机理总结 | 第115页 |
| 4.6 落底井结构的影响 | 第115-118页 |
| 4.7 无量纲化公式的建立 | 第118-123页 |
| 4.8 本章小结 | 第123-124页 |
| 第5章 排水管网沉积物冲刷效果的数值模拟研究 | 第124-154页 |
| 5.1 研究现状与研究目标 | 第124-134页 |
| 5.1.1 排水系统中沉积物的特性 | 第124-125页 |
| 5.1.2 排水系统中沉积物的分类 | 第125-126页 |
| 5.1.3 临界水力条件 | 第126-129页 |
| 5.1.4 水力冲刷的相关研究 | 第129-133页 |
| 5.1.5 本章节研究目标 | 第133-134页 |
| 5.2 模型设置与校验 | 第134-142页 |
| 5.2.1 模型设置 | 第134-137页 |
| 5.2.2 底部剪切力计算 | 第137-138页 |
| 5.2.3 模型校验(现场研究) | 第138-140页 |
| 5.2.4 模型校验(实验室研究) | 第140-142页 |
| 5.3 冲刷波流动特性分析 | 第142-144页 |
| 5.4 不同变量对于冲刷效果的影响 | 第144-152页 |
| 5.4.1 糙度造成的影响 | 第145-146页 |
| 5.4.2 储水深度h造成的影响 | 第146-148页 |
| 5.4.3 坡度i造成的影响 | 第148-151页 |
| 5.4.4 下游水深h'造成的影响 | 第151-152页 |
| 5.5 本章小结 | 第152-154页 |
| 第6章 全文总结与展望 | 第154-158页 |
| 6.1 本文总结 | 第154-156页 |
| 6.2 研究展望 | 第156-158页 |
| 参考文献 | 第158-174页 |
| 作者简介 | 第174页 |
