紊流污染擴散方程

根據紊流中污染物質量平衡原理建立的方程。

基本介紹

• 中文名：紊流（污染）擴散方程
• 外文名：turbulent diffusion equation
• 又稱：紊流擴散方程

基本原理

紊流擴散是流動水體中由污染物濃度梯度所引起的分散污染物現象。紊流污染擴散方程是根據紊流中污染物質量平衡原理建立的方程。紊流流場中污染物的擴散可採用類似靜水擴散的表達方式來描述。按照費克（Fick）第一定律，紊流擴散的運動通量與污染物濃度梯度和紊流擴散係數成比例。

紊流擴散方程反映了污染物濃度隨時間的變化與時均流速引起的移流輸移，脈動流速和分子運動引起的擴散輸移以及污染來源和損耗率之間的關係。

由於紊動擴散作用遠大於分子擴散作用，故除在紊動受到限制的壁面附近的區域以外，分子擴散項一般可以忽略。

求解與套用

紊動擴散方程是歐拉法分析紊動擴散的基礎。方程中紊動擴散係數對計算結果有較大影響，它和雷諾數、邊壁形態及離壁的位置有關。在污染治理初步規劃階段，一般可選用合適的經驗或半經驗公式來估算，對重要的工程問題需由實驗測定。

紊動擴散方程是二階偏微分方程，而且紊動擴散係數性質複雜，求通解是很困難的。除在簡單的流動及邊界條件下對簡單的排污方式可求解析解外，一般都需用數值解法來求解。