具有底部沉积层的槽道湍流中高Schmidt数溶解氧输运特性的大涡模拟研究

作者：田惠娟; 李庆祥; 潘明; 董宇红^*

来源：水动力学研究与进展A辑, 2018, 33(05): 585-592.

DOI：10.16076/j.cnki.cjhd.2018.05.006

• 湍流
• 溶解氧输运
• 高Schmidt数
• 渗透沉积层
• 大涡模拟

该文采用大涡模拟方法研究了含有好氧细菌沉积层的槽道湍流中溶解氧穿越沉积层-水层交界面的高Schmidt数传质问题,并考虑了可渗透沉积层的各向同性属性和各向异性属性。采用动力学亚格子模型来封闭滤波后的三维不可压缩Navier-Stokes方程以及溶解氧浓度输运方程。基于壁面摩擦速度定义的Reynolds数为180,Schmidt数为373。修正的Darcy-Brinkman-Forcheimer模型和Monod方程用来描述底部充满好氧细菌的可渗透沉积层。通过流场和浓度场的统计特性如平均和脉动速度及浓度等物理量的研究,探究了不同沉积层参数对动量输运和溶解氧输运的影响。研究结果表明,随着流向达西数的增加或者各向异性程度减弱,对流扩散加快,Sherwood数增加,溶解氧消耗更快。

• 单位
  上海大学; 上海市应用数学和力学研究所