1、最近十幾年，鴨嘴形狀的彈性橡膠止回閥(簡稱鴨嘴閥)已經被廣泛地安裝到各類海洋污水排放擴散器上，由于其開口面積(形狀近似為橢圓)與排放流量之間存在非線性關系，使得該類擴散器的稀釋度預報成為新的射流研究課題，涉及鴨嘴閥稀釋效果的預報和評價，橢圓射流近似鴨嘴閥射流，橢圓射流本身的摻混稀釋特性，以及橢圓射流和鴨嘴閥射流歸類到圓孔浮射流預測模型中的各種問題。本文以橢圓射流為研究對象，圍繞上述問題展開研究，該項研究不僅具有實際的工程應用價值，也拓展

2、了人們對射流問題的認識，尤其是以橢圓射流為代表的非圓射流中的相干結構的認識，豐富了射流理論和內容。 本文首次研究了同向流動(coflowing)環(huán)境中具有不同射流比(VelocityRatio-VR)和噴口高寬比(aspectratio-AR)的橢圓噴口射流，對比了橢圓射流與傳統(tǒng)圓射流的摻混特性。采用激光誘導熒光技術(LaserInducedFluorescence-LIF)首先對同向流動環(huán)境中的圓射流特性做了系統(tǒng)可靠性的驗證實

3、驗，然后對同向流動環(huán)境中的橢圓射流標量物質濃度場進行了可視化和定量化，進而系統(tǒng)研究了橢圓射流的中心線稀釋度，射流擴展寬度，下游不同斷面上的時均濃度分布和紊動統(tǒng)計量分布。通過實驗研究和理論分析，提出了同向流動環(huán)境中橢圓射流稀釋度預報方法，在此基礎上首次給出了將橢圓射流預報方法歸類到圓射流模型中的途徑。 數(shù)值模擬方面，以FLUENT商用代碼為平臺，通過對比各類紊流模型的特性，結合可獲得的計算資源，以“可實現(xiàn)”k-ε紊流模型為基礎，建

4、立了同向流動環(huán)境中的橢圓射流數(shù)學模型，獲得完整的射流速度場和射流濃度場，計算出的射流特性得到物理實驗的有力支持。首次通過渦量場的定量分析，闡明了橢圓射流中所存在的典型三維流動特征“軸變換”現(xiàn)象的物理發(fā)生機理。 工程應用部分，采用激光多普勒流速儀(LaserDopplerAnemometer，LDV)量測了同向流動環(huán)境中不同射流比下的鴨嘴閥射流速度場，結合鴨嘴閥濃度場特性，與橢圓射流對應特性做出比較，證明了橢圓射流近似鴨嘴閥射流的