建立了模拟铝电解槽内电解液和铝熔液湍流流动及两层熔液界面波动的数学模型,利用交错网格上的一种基于SIMPLE算法的改形格式,计算了280kA电解槽内两层熔液的流动状况与界面形状。

本文采用分步杂交方法[1]计算了某核电站取水口附近一段潮汐河道水域的流场,并使用粗细网格匹配的技巧对取水口近区的局部流场作了精细钓数值模拟。计算结果与观测资料符合很好,计算的近区流场为估计取水口泥沙淤积提供了基础数据。

本文采用L_∞稳定的分步杂交方法^[5],数值模拟了热电厂冷却水系统在潮汐作用下的取水温度和水环境温度,对其水力热力特性和水环境污染进行了预测。计算的潮位、流速与原体实测资料吻合良好,平均取水温升和远区环境水温与物理模型试验也很一致。

本文提出了一种数值求解对流扩散方程的分步杂交方法。在不规则的三角形网格上,采用迎风离散格式或改型特征线方法处理对流算子;采用集中质量的有限元方法处理扩散算子。详细分析了这种算法的稳定性同题,在数学上严格证明了在满足①Δt≤min((2d)/v,(d²)/(3K)),其中d是三角形网格中最短垂线的长度,V和K分别为流场中的最大速度和扩散系数。②所有三角形的内角θ≤π/2的条件下,整个计算格式是L_∞稳定的,从而保证了在海洋环境和水质的数值模拟中海水的盐度、污染物的浓度和核电站冷却水系统中的超温不会出现负值。应用非线性的对流扩散方程对此方法的精度和收敛性进行了检验。通过数值解与精确解的比较,表明本方法的数值耗散很小,用改型特征线方法处理对流算子较迎风离散格式有更高的精度;两种处理对流算子的方法都没有伪振荡现象发生。本方法由于具有算法简单、L_∞稳定、计算网格灵活等优点,可推广使用于实际的海洋环境(潮波、海流、海洋污染)、港口和海湾的数值模拟以及不可压粘性流和对流传热同题的数值计算。