平流式沉淀池悬浮物沉降模拟与优化研究

"矩形沉淀池内悬浮物沉降模拟 (2005年) - 清华大学学报(自然科学版)" 这篇论文是2005年发表在《清华大学学报(自然科学版)》上的科研成果，由何国建和汪德共同撰写，主要研究了平流式矩形沉淀池中悬浮物的沉降过程。论文中提到的模型建立旨在预测沉淀池对悬浮物的去除效率，这对于污水处理和水体净化具有重要意义。 在模型构建中，研究者采用了标准的k-ε紊流模型，这是一个广泛应用的流体力学模型，可以描述流体中的湍流现象。他们考虑了悬浮物沉降导致的水体密度变化，这在实际水处理过程中是一个重要因素，因为悬浮物的沉降会影响水流的动力学特性。为了求解水动力学和悬浮物沉降的耦合问题，他们使用了非正交同位网格下的SIMPLE（Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations）算法。SIMPLE算法是一种用于求解纳维-斯托克斯方程的有效方法，尤其适用于处理复杂的几何形状和流动条件。 论文中还引入了一个能够反映悬浮物沉降特性的双指数沉速公式，这种公式可以更精确地模拟不同粒径悬浮物的沉降速度，从而提高模型的预测精度。此外，模型在沉淀池底部边界处考虑了水流对沉积淤泥的冲刷效应，这是实际沉淀池运行中不可忽视的一个因素，它会影响沉淀物的积累和清除。 通过对比不同工况下的沉淀池去除率，该模型得出的最佳挡板高度与已有经验数据相吻合，显示了模型的实用性。论文还对E.Imam所做的物理模型进行了数值模拟的验证，进一步证明了该数学模型在模拟水流流场和悬浮物浓度分布方面的准确性。 总结来说，这篇论文的研究重点在于建立一个能够准确预测矩形沉淀池中悬浮物沉降过程的数学模型，采用了一系列先进的流体力学和悬浮物沉降理论，通过实验证据表明了模型的可靠性和适用性。这一工作对于提升沉淀池设计和操作的效率，以及优化水处理工艺具有重要的理论和实践价值。