Orbal氧化沟水下推进器布置的三维流场数值模拟分析_曹刚

Orbal氧化沟水下推进器布置的三维流场数值模拟分析_曹刚Ｏｒｂａｌ氧化沟水下推进器布置的三维流场数值模拟分析＊曹刚，许仕荣＊，王涛（湖南大学土木工程学院，湖南长沙，４１００８２）［摘要］通过计算流体力学（ＣＦＤ）前处理软件ＧＡＭＢＩＴ构建了Ｏｒｂａｌ氧化沟三维计算模型，利用ＣＦＤ商用软件ＦＬＵＥＮＴ中的ＲＮＧｋ－ε湍流数值模型和混合物两相流数值模型，对水下推进器在Ｏｒｂａｌ氧化沟中布置的三维流场进行了数值模拟分析．结果表明，水下推进器总功率宜为４ｋＷ，总功率相同时４组推进器对称布置优于２组推进器．氧化沟直道段曝气转盘下游的水下推进器Ｔ１和Ｔ３纵向最佳位置在下个转盘上游１／３弯道处，弯道段曝气转盘下游的水下推进器Ｔ２和Ｔ４则在下个转盘上游１／３直道处．４组推进器横向最佳位置都在离氧化沟内侧３／８沟宽处，垂向都在最小安装高度处．对优化后的氧化沟流场进行了数值模拟，流体平均流速达到了０．５ｍ／ｓ，沟底平均流速大于０．１５ｍ／ｓ，氧化沟下层弯道出口内侧流体的ＳＳ沉降可能性较高．关键词：Ｏｒｂａｌ氧化沟；水下推进器；三维流场；数值模拟中图分类号：Ｘ７０３．３文献标识码：Ａ文章编号：１０００－５９００（２０１７）０２－００３８－０７３ＤＦｌｏｗＦｉｅｌｄＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＵｎｄｅｒｗａｔｅｒＰｒｏｐｅｌｌｅｒｓＡｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｉｎＯｒｂａｌＯｘｉｄａｔｉｏｎＤｉｔｃｈＣＡＯＧａｎｇ，ＸＵＳｈｉ－ｒｏｎｇ＊，ＷＡＮＧＴａｏ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８２Ｃｈｉｎａ）【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｆｌｕｉｄｄｙｎａｍｉｃｓ（ＣＦＤ）ｐｒｅ－ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅＧＡＭＢＩＴ，ａｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｏｆＯｒｂａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎｄｉｔｃｈｗａｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆ３ＤｆｌｏｗｆｉｅｌｄａｒｒａｎｇｅｄｂｙｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｐｒｏｐｅｌｌｅｒｉｎＯｒｂａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎｄｉｔｃｈｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅＲＮＧｋ－εｔｕｒｂｕ－ｌｅｎｃｅｍｏｄｅｌａｎｄｍｉｘｔｕｒｅｔｗｏ－ｐｈａｓｅｆｌ