非恒定流环境水体温排水二维数值模拟的开题报告

非恒定流环境水体温排水二维数值模拟的开题报告一、选题背景及意义现代社会经济的快速发展带来了相应的环境问题，其中水污染问题是其中之一。水污染严重影响生态环境和人类健康。为此，许多地方采取了污水处理技术以改善水质。然而，这些处理技术中的温排水问题也需要解决。温排水是指厂区内用于冷却和加热的工业用水，经过使用后产生一定的热量，最终被排入其它水域。由于排放水温较高，会导致水体发生温度升高的现象，从而影响水生态环境和靠近排水点的人类健康。因此，需要对温排水进行科学合理的处理。二、研究内容为了实现对温排水的合理处理，本研究将进行非恒定流环境水体温排水二维数值模拟。研究内容包括：1.对流传热方程的建立：对流传热是温排水排入水域后的重要传热过程，建立对流传热方程可为后续研究提供理论基础。2.数值模拟的建立：本研究将使用数值方法对非恒定流环境水体温排水进行模拟，需要建立相应的数值模拟框架。3.数据分析与效果评价：在建立数值模拟框架后，将对模拟结果进行数据分析，并进行效果评价，从而对温排水合理处理提供科学依据。三、研究方法本研究将采用数值模拟方法，建立非恒定流环境水体温排水二维数值模拟模型。具体方法如下：1.模型建立：基于对流传热方程建立温排水模型，并添加边界条件。2.数值离散：将模型离散成一系列微小的时间步和空间格点，采用数值方法进行数值离散。3.计算：使用计算机程序进行运算，得到数值解。4.数据处理：对得到的数值解进行数据处理和分析，进行效果评价。四、预期成果通过本研究，可以建立非恒定流环境水体温排水二维数值模拟模型，并进行数据分析及效果评价。预期成果包括：1.建立合理可行的模型，模拟温排水排入水域后的传热及温度升高过程。2.分析温排水对水体生态环境的影响。3.提供科学依据，为温排水的合理处理提供技术支持。五、研究难点及解决方案1.非恒定流环境下水体温度场复杂，需要针对该复杂问题建立具有一定普适性的计算模型。解决方案：适当简化环境条件，提高模型精度。2.模型离散的计算时间长，即模型运算速度慢。解决方案：优化程序算法，提高模型计算速度。3.模型准确性的影响因素较多，需要进行多次实验验证。解决方案：通过实验数据集的构建和比较，逐步优化模型。六、工作计划阶段一：理论研究与方法探究（2个月）建立对流传热方程，确定计算模型，探究数值模拟方法。阶段二：实验数据采集（3个月）收集与温排水、水生态环境等相关的数据，进行处理和分类。阶段三：建立数值模型（3个月）针对非恒定流环境下水体温排水热传递的问题，建立二维非恒定流环境水体温排水数值模型。阶段四：数据分析与效果评价（2个月）对温排水合理处理的效果进行数据分析，评价处理效果。阶段五：论文撰写（2个月）对所得结果进行归纳和总结，完成论文撰写。七、参考文献[1]WUD,MAOS,WANGS,etal.EffectofwarmwaterdischargefromdifferentoutletsonwaterqualityofMiyunRedRiver:astudyofisotopictracersandwaterqualitymodeling[J].EnvironmentalScience&Technology,2018,52(22):13215-13224.[2]GONGZR,HONGY,HEYL,etal.Anovelintegratednumericalmodelforsimulatinghydrodynamicandthermalenvironmentinreceivingwaterforwaterintakeplant[J].JournalofEnvironmentalSciences,2020,98:170-183.[3]ZHANGH,JIAJ,ZHANGC,etal.Numericalanalysisoftemperaturedistributionofwastewaterdischargedfromthermalpow