低雷诺数下的钉螺绕流特征数值模拟
2018-07-13,,,
长江科学院院报 2018年7期
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(1.长江水利委员会 综合管理中心,武汉 430010;2.河海大学 水利水电学院,南京 210098;3.长江科学院 院长办公室,武汉 430010)
1 研究背景
钉螺是日本血吸虫病传播的唯一中间宿主,通常随水流迁移扩散。钉螺的在动水、静水中的起动、沉降和漂移规律是设计水利阻螺措施的主要依据。张威等[1-2]对钉螺的动水沉降规律进行了观测及研究,长江科学院等单位通过实验观察建立了钉螺的静水沉降公式[3-6]。基于上述研究,长江科学院、湖北省血吸虫病防治研究所、武汉大学等单位提出了沉螺池等有效的水利阻螺设施。通过多年的科学防控,我国钉螺分布得到有效控制,为进一步提高水利血防工程的阻螺效率,更有效地控制钉螺扩散,需对钉螺在水流中的运动规律做更精细的研究。

图1 肋壳钉螺
钉螺的外形对钉螺在水中的运动规律有较大的影响。如图1所示钉螺的外形近似圆锥体,代表钉螺形体的特征值主要是螺长h和螺径d。通过螺长h与螺径d的比值φ将钉螺划分为幼螺(φ<2.0)、中螺(2.0≤φ≤2.5)、大螺(φ>2.5)3级,不同级别的钉螺力学性质也有所差别[5]。根据螺壳表面纵纹的不同,钉螺分为光壳和肋壳2类,光壳钉螺与肋壳钉螺对水流阻力的影响也各有不同,分布在湖沼和水网区域钉螺一般为肋壳钉螺[6]。据观测,钉螺一般在岸边水流较缓的区域活动,钉螺在静水沉降时一般能保持平稳,螺长方向多与水流方向垂直,但在动水中漂移的姿态则复杂得多。
本文使用开源流体力学计算软件OpenFOAM对较低雷诺……
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