波浪條件下射流水動力特性試驗研究.pdf

1、國內外工程實踐表明，水下多孔排放與陸地污水處理的有機結合是沿江沿海城市污水處理方法的最佳選擇。水下多孔排放是環(huán)境水力學中一種典型的射流形式，射流的水動力特性與受納水體環(huán)境關系密切，在河渠環(huán)境受明渠水流影響、在海岸帶受波浪和潮流影響。明渠水流和潮流對射流的影響可視為恒定流對射流的影響，而波浪引起的水體往復運動使波浪條件下的射流特性與恒定流條件下的射流特性有著顯著的不同。因此，研究波浪條件下的射流水動力特性具有重要的理論意義和實際應用價值。

2、
　　結合波浪條件下單孔、雙孔射流的現(xiàn)象分析，量測了波浪條件下單孔、雙孔射流區(qū)域內點壓強和流速分布情況，從流速和壓強兩方面分析不同波高、周期、射流初始速度、雙孔間距等對射流水動力特性的影響，得出以下主要結論:
　　1、與靜水環(huán)境下的射流相比，波浪環(huán)境下的射流運動機理更加復雜，不宜直接用靜水射流壓強與波浪壓強單純疊加代表波浪對射流的影響。波浪作用增強了射流軸線流速、壓強的衰減。且衰減幅度與入射波高、波周期有關。波高相同時，波周

3、期越大射流衰減越迅速，波周期相同時，波高越大衰減越迅速。
　　2、從流速、壓強的分布和衰減規(guī)律分析，波浪條件下，射流可分區(qū)劃分為射流主導區(qū)、過渡區(qū)、波浪主導區(qū)。在射流主導區(qū)，流速、壓強大小、射流軸線位置等與靜水條件下射流相比均變化不大。在過渡區(qū)，不同波浪條件下，流速、壓強衰減幅度呈現(xiàn)較大差異，射流軸線發(fā)生偏移。在波浪主導區(qū)，射流作用減弱，波浪作用進一步增強，流速、壓強衰減大為減緩。射流分區(qū)范圍因入射波條件而有差異，總體上，z/d＜

4、6～8為射流主導區(qū)，6～8＜z/d＜21～25為過渡區(qū)，z/d＞21～25為波浪主導區(qū)，波高周期大時取小值。
　　3、在波浪條件下，射流主軸出現(xiàn)了明顯的左右擺動，并且其擺動周期與波浪周期基本一致。從平均狀態(tài)看，波浪使得射流橫斷面壓強峰值沿波浪傳播方向偏移，偏移斷面及偏移位置與入射波波浪要素有關。波高相同時，周期越大，軸線開始發(fā)生偏移的斷面下移，即z/d減小，射流主導區(qū)范圍減小，過渡區(qū)區(qū)段范圍增大;波周期相同時，隨著波高的增加軸線開

5、始偏移的位置降低，即z/d減小，射流主導區(qū)范圍減小，波浪主導范圍增大。
　　4、兩孔射流各孔間相互混摻程度與射流間距Do、射流初始速Wo度密切相關。隨著雙孔間距的增大雙孔間的混摻影響慢慢減弱，Do=3d～6d內混摻作用明顯，間距增大到Do=9d時，射流開始呈現(xiàn)出單孔射流趨勢，直至相互之間不摻混而各自保持單股射流的流動特性。
　　5、波浪條件下的雙孔射流，由于存在波浪與射流的相互影響以及兩股射流之間的相互卷吸影響，其水動力特性

6、較靜水條件下的雙孔射流及波浪條件下的單孔射流更加復雜。在射流主導區(qū)，兩孔射流流速、壓強大小、射流軸線等與靜水條件下雙孔射流相比均變化不大。在過渡區(qū)，第一孔與單孔射流類似，而由于第一孔的遮擋，第二孔流速、壓強衰減比第一孔小，第二孔軸線偏移主軸距離較第一孔有所減小且存在滯后性。波浪主導區(qū)，雙孔射流已合并為一股射流，其水動力特性與單孔射流類似。波浪條件下雙孔射流的遮擋作用與雙孔間距Do、射流初始速度wo有關，隨著射流間距的增大以及射流初始速度