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科技情报开发与经济 SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT ＆ ECONOMY 20 11 年 第21 卷 第21 期 文章编号：1005－6033 （2011）21－0161-03 收稿日期：2011－05－25 温排水数值模拟软件综述 丁兆利，马长明 （北京工业大学建筑工程学院，北京，100124） 摘 要：随着计算机技术的发展，温排水数值模拟研究也在不断深入。对温排水数值模 拟领域常用的商业软件FLUENT、MIKE21 以及DELFT3D 进行了简要介绍，对各自模 型的优缺点及适用范围进行了分析研究，并对今后的温排水数值模拟的发展趋势提出 了一些看法。 关键词：FLUENT ；MIKE21 ；DELFT3D ；数值模拟；温排水 中图分类号：TM62 文献标识码：A 国民经济的发展，电力需求的不断增加，对电力建设提出了 离散法（ADI）进行离散求解，热对流扩散方程采用的是 更高的要求。火、核电厂冷却水中携带有大量废热，冷却水的排 QUICKEST 格式离散求解，其差分格式为时间前差、空间中心差。 放，一方面会引起受纳水域水温的升高，给受纳水体带来一定的 MIKE21 属于平面二维模型，适宜于水体分层不明显的宽浅 水质和生态安全问题；另一方面使电厂自身取水温度升高，威胁 型（即水平尺度远大于垂直尺度）受纳水域，可以模拟在潮汐、 发电机组的安全。因此对火、核电厂温排水在受纳水域的时空分 沙、风、浪、盐度等因素共同作用下复杂区域的温排水的扩散情 布规律进行深入研究，准确预测温排水运动的流场与温升范围， 况，基本上能够反映出水流的水平运动规律和温升分布，已在许 不仅有重要的学术价值，而且可以为海洋环境预测、电厂选址以 多工程实际问题中取得了成功。如谢亚力等 ［3］ 采用标准化的 及环境评价提供可靠依据。 MIKE 21 软件进行宁海电厂温排放数值模拟，在合理选取典型 20 世纪70 年代以来，伴随着计算机技术与数值计算方法的 潮、水面综合散热系数和热扩散系数的基础上，给出了电厂温排 发展，数值模拟计算逐渐成为研究火、核电厂温排水排放的重要 放引起的温升分布范围和取水口温升，为电厂环境影响评价和 ［4］ 手段。数值模拟，就是将描述水流运动的方程组，采用离散化方 设计提供依据。张舒羽等人 利用MIKE21 模型对浙江苍南电厂 法，建立数学模型，通过计算机计算得到时间和空间上离散点各 冷却水温排放进行了数值模拟，分析不同潮型、不同流量及不同 变量的值，从而对流场和温度场进行定量描述的过程。与物理模 季节下的最大温升包络面积和取水口的温升变化，结果表明电 型试验相比，数值模拟具有研究费用低、速度快、不受试验场地 厂冷却水温排放的最大温升包络面积范围与流速和水深的关系 影响、周期短等优点。多年来，国内外专家对温排水数值模拟开 密切。 展了系统的研究，提出了多种较为实用、有效的理论模型与计算 MIKE 21 具有用户界面友好、数据的前后处理以及分析对比 方法。许多商业公司和科研机构也开发了较为成熟的商业软件， 方便、计算速度快、稳定条件要求低等优点。但也存在一些不足： 目前国际上应用较多的温排水数值模拟软件有 MIKE21、 一是MIKE21 模型的源代码不开放，很难进行二次开发。二是 DELFT3D 以及FLUENT 等。本文主要对上述专业软件进行对比 MIKE21 模型属于大范围平面二维数学模型，不适用于三维流动 介绍，并就温