船闸分散输水系统多孔壁面射流掺混特性数值模拟研究的开题报告.docx

船闸分散输水系统多孔壁面射流掺混特性数值模拟研究的开题报告
一、研究背景和意义
随着工业的发展和城市化进程的加速，水源的减少和水质的恶化已成为世界范围内的一大严重问题。而船闸分散输水系统是在满足城市用水的同时，将原本污水排放到水环境中的集中处理方式转变为分散处理，从根本上解决了城市水环境污染问题的方法之一。多孔壁面射流掺混技术是船闸分散输水系统中的核心技术之一，其作用是将水再次与空气混合从而使氧气得以溶入水中，弥补水中氧气含量不足带来的问题，同时使水与空气进行物质交换，达到升降温等作用。
当前关于多孔壁面射流掺混技术的研究集中于实验室的室内试验和数值模拟两个方面。然而，室内试验的成本高、周期长且实际操作难度大，难以实现多次重复试验，因此需要进行数值模拟对其进行研究和分析。
二、研究内容
本课题将调研船闸分散输水系统多孔壁面射流掺混技术的发展现状和研究背景，对分散系统的理论进行分析，进一步探究如何优化多孔壁面射流掺混技术，提高其传质效果，获得最大的技术和经济效益。
同时，本课题将利用流体静力学软件，对多孔壁面射流掺混技术进行数值模拟研究，分析掺混效果的影响因素，如孔隙度、加速器的高度和直径以及射流入口压力等。并利用数值模拟结果，进一步对多孔壁面射流掺混技术进行数值优化，实现提高掺混效果和减少投入成本的目标。
三、研究方法
1.理论分析
通过实地考察船闸分散输水系统的技术现状，分析其系统原理和机制，进一步探究如何优化多孔壁面射流掺混技术。
2.数值模拟
利用流体静力学和计算流体动力学软件对多孔壁面射流掺混技术进行数值模拟，分析掺混效果的影响因素，如孔隙度、加速器的高度和直径以及射流入口压力等，并对多孔壁面射流掺混技术进行数值优化。
四、预期成果和意义
通过本研究，预计可以：
1.分析掺混技术在船闸分散输水系统中的工作原理，进一步探究其在实际应用中的机制；
2.利用数值模拟技术研究多孔壁面射流掺混技术在船闸分散输水系统中的传质效果，得出影响掺混效果的关键因素；
3.通过数值优化，提高多孔壁面射流掺混技术的掺混效果，实现投资成本和掺混效果之间的平衡，为船闸分散输水系统的实际应用提供理论基础和可行性方案。