论文摘要
水是园林的灵魂，美丽的水景是园林博得游客青睐的秀丽容颜。由于园林的特点，园林水体的水面极不规则。近年来园林水体受到不同程度的污染，加上水体滞流，复氧能力差，致使水质恶化，极大的降低了园林的观赏性。本文以苏州园林典型代表拙政园为示范，在实验室及现场的实验基础上，阐述并探讨了：在保护世界文化遗产原有景观的条件下，对水力循环系统进行了初步设计，在该系统作用下，园林池塘水产生水流流动，水体在池塘中的交换成为可能；应用计算流体力学商用软件FLUENT数值模拟计算以人工水力循环的不同工况为背景的池塘水体流场情况，得到了在不规则园林池塘中的水流运动规律；针对园林池塘的水质，进行无紊动条件和有紊动条件的水体复氧实验，经数学拟合得到园林池塘水实验室条件下的无紊动表面传质系数及复氧速率方程，紊动水体复氧速率与水深有密切关系，表面复氧过程不仅与紊动动能有关，更取决于表面紊动动能；结合数值模拟计算流场结果，考察水力循环系统不同运行工况对水质的影响，水力循环系统的长期运行使水质得到较大改善；针对简单运行工况存在的水流问题，提出了水力循环系统运行工况的优化方案，并在软件数值模拟的基础上，提出最佳优化运行工况。本文研究工作和研究结果，将为不规则园林池塘施行人工水力循环技术提供科学依据，对水力循环系统在园林池塘中的运行具有指导作用。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 苏州园林水及其污染现状、特点1.1.1 水在古典园林中的作用1.1.2 苏州园林水污染现状及特点1.1.3 苏州园林水污染原因分析1.2 水体的修复技术1.2.1 物理方法1.2.2 化学方法1.2.3 生物修复技术1.3 水力循环与水质改善研究现状1.3.1 水体复氧理论1.3.2 异重流理论1.3.3 藻类生长理论1.4 研究背景、理论意义及应用价值1.4.1 研究背景1.4.2 研究的理论意义1.4.3 研究的应用价值第二章 拙政园水环境及水力循环系统初步设计2.1 拙政园概况2.2 拙政园水环境研究背景2.2.1 拙政园水系概况2.2.2 拙政园水质状况2.2.3 拙政园池塘水污染原因分析2.3 水力循环系统初步设计2.3.1 设计目的及内容2.3.2 水力循环系统设计基本原理2.3.3 东池塘系统设计及管线布置2.3.4 中、西池塘系统设计及管线布置2.4 本章小结第三章 不规则池塘水力循环流场数值模拟研究3.1 计算流体力学及其商用软件FLUENT3.1.1 计算流体力学概况3.1.2 CFD商用软件FLUENT3.2 数学模型3.2.1 控制方程3.2.2 有限体积法及二维离散方程3.2.3 模型计算适用性3.3 东池塘计算模型及离散3.4 东池塘计算结果及分析3.4.1 东池塘数值模拟计算结果3.4.2 东池塘第一运行工况计算结果分析3.4.3 东池塘第二运行工况计算结果分析3.4.4 东池塘第三运行工况计算结果分析3.5 中、西池塘计算模型及离散3.6 中、西池塘计算结果及分析3.6.1 中、西池塘数值模拟计算结果3.6.2 中、西池塘第一运行工况计算结果分析3.6.3 中、西池塘第二运行工况计算结果分析3.6.4 中、西池塘第三运行工况计算结果分析3.6.5 中、西池塘第四运行工况计算结果分析3.7 本章小结第四章 园林池塘水复氧实验研究4.1 实验内容与目的4.2 气液传质理论4.3 无紊动复氧规律4.3.1 无紊动复氧实验4.3.2 无紊动复氧结果分析4.3.3 无紊动水体复氧数学模型4.4 紊动水体复氧规律4.4.1 紊动水体紊动动能分析4.4.2 紊动水体表面传质系数4.4.3 紊动水体溶氧分析结果4.5 本章小结第五章 水力循环与水质改善实验研究5.1 拙政园水质净化体系概况5.2 水质检测仪器及方法5.3 水力循环系统不同工况运行与水质改善的研究5.3.1 实验目的5.3.2 实验内容5.3.3 结果及分析5.4 水力循环系统运行与水质改善效果的研究5.4.1 实验目的5.4.2 实验内容5.4.3 结果及分析5.4.4 系统运行前后水质比较5.5 本章小结第六章 水力循环系统优化运行工况模拟研究6.1 模拟研究概况6.1.1 运行工况优化目的及内容6.1.2 运行工况优化计算模型及离散6.2 计算结果及分析6.2.1 优化运行工况数值模拟计算结果6.2.2 园林中心景观水域系统运行工况优化研究6.2.3 中、西池塘水流均匀性研究6.3 水力循环系统运行工况最优选择6.4 本章小结第七章 结论参考文献致谢附录附录1 标准K～E湍流模型相关计算个人简历
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