3 实例与结果分析

本模型用于红枫湖水库某窄深库段的水温水质垂向分布研究,所求结果为枯水期的平均状况,因此可按定常问题处理。

计算中发现,对于指数流速分布形式u=umax(1-y/Hm,当m值较小时,∂u/∂y在整个断面较小,但在近壁处却很大,因此在近壁处必须加密网格。当m值较大时,∂u/∂y沿垂线变化较均匀,此时网格线可适当布置疏一些。

由于计算机容量和物理域的几何特征所限,生成的网格长宽比较大,因此松弛因子不能取太大,经试算取Tu=Tv=TT=Tc=0.2,Tk=TX=Tp=0.1。

水动力学模型参数按常规取值不变,一般Prt=0.8-1.3,根据雷诺比拟取Sct=0.8-1.3,各无量纲参数均按实际值计算。经试算对比,当取c3=1.0-1.70,紊动扩散系数Xm=10.0m2/s,传质弥散系数DL=50m2/s时,计算结果与实测资料符合较好(表2)。C4值与异质性质有关,由于COD的浓度里查逊数Ric很小,约为10-7量级,所以COD浓度变化对流场影响微乎其微,C4取值大小对整个计算结果影响不大。

全部计算在586微机上进行,精度控制在10-4,计算一个工况需机时约3h。计算结果表明,全场流速分布基本合理(表2)。图2、图3为有实测资料的⑲号断面的实测和计算模拟的水温和COD浓度沿垂线的分布规律对比。由图可见,计算值与实测值比较吻合。

表2 红枫湖水库流场、温度与COD场计算与实测值比较

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 1.14m、17m、18m是指水面以下深度。
2.流速仅有水面实测资料。
3.垂向流速很小,近似等于零,故未作统计。

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图2 断面水温垂向分布

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图3 断面COD浓渡垂向分布