三维k-ε模型模拟一体化氧化沟流场研究

"一体化氧化沟的三维k-ε 紊流模型数值模拟" 本文是罗麟等人发表的一篇首发论文，研究主题是使用三维k-ε紊流模型对一体化氧化沟进行数值模拟。一体化氧化沟是一种污水处理技术，通过连续流动和生物处理相结合，有效地去除污水中的有机物和氮磷等污染物。在该研究中，研究人员采用了标准的三维k-ε紊流模型，这是一种常用于模拟流体动力学问题的数学模型，能够描述湍流流体的行为。 k-ε模型由两个方程组成，分别描述了涡动能(k)和涡耗散率(ε)的时间演化。这种模型考虑了流场内的湍流能量产生和耗散，适用于模拟具有复杂边界条件和流场结构的流动问题，例如一体化氧化沟中的水流动力学。 论文中提到，研究团队使用了移动网格方法来模拟氧化沟中的旋转器，这是一个关键的组成部分，负责驱动水流并促进混合。通过对比计算结果和实际测量数据，研究者发现计算结果与实验资料吻合良好，表明所选模型对于预测氧化沟内流场是有效的。 在模拟过程中，研究人员发现了氧化沟内部存在一个垂直的反向流区域，这个区域对沟内的流动行为有显著影响。反向流有助于增强混合，提高污染物去除效率，但也可能导致流体动力性能的不理想。论文深入探讨了这一现象，并提出了改进氧化沟水动力性能的策略。 文章进一步分析了氧化沟的流态，包括速度分布、涡旋结构等，这些信息对于优化设计和运行参数至关重要。作者建议，通过调整旋转器的速度、形状或者氧化沟的几何布局，可能能改善流体动力性能，从而提高污水处理效率。 这篇论文通过三维k-ε紊流模型对一体化氧化沟的流场进行了深入研究，揭示了其内部复杂的流动特性，并提供了改进设计的思路，对于环境工程领域尤其是污水处理技术的发展具有重要的理论和实践价值。