1 几何模型和网格划分
利用gambit软件，对主干管和检查井进行数学建模，具体数据见主干管总剖图。本课题主要考察水流汇合时流场的变化情况，检查井直径取值0.5m，计算时，以第一段管道的管底为标高起点，竖直向上为Y轴正方向。通过gambit软件建立二维网格，应用结构化网格对计算区域进行离散。划分网格时，首先把计算区域划分为多个四面形，用四边形的map方式划分网格，为了计算的准确性，在壁面等流动变化剧烈的区域进行网格局部加密。 2 数学模型
污水管道中的水流为湍流状态，因此本课题采用湍流模型下进行数值模拟。通过比较4种湍流模型后，最终采用标准k-ε模型，其数学模型如下： （1）
（2）
湍流粘性系数：
（3）
在上述方程中，Gk表示由于平均速度梯度引起的湍动能产生，Gb是用于浮力影响引起的湍动能产生；YM可压速湍流脉动膨胀对总的耗散率的影响。其中=1.44，=1.92，=0.09，湍动能k与耗散率ε的湍流普朗特数分别为＝1.0，＝1.3。压力梯度项采用PRESTO方法进行离散，各方程对流项均采用二阶迎风差分格式进行离散，通过SIMPLE方法计算压力和速度的耦合。 3 边界条件
液体采用常温常压液态水，根据污水管网的特点，各个检查井口均设置为速度进口，各个检查井的进口流速取值见表1。末端管口设置为压力出口，其余边界设置为壁面，壁面采用
无滑移固体壁面条件，通过标准壁面函数法求解固壁附近的湍流特性参数。为了提高收敛速度，采用稳态模型进行计算。
表1 各检查井进口流速
检查井编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
流速m/s | 0.21 | 0.086 | 0.198 | 0.035 | 0.167 | - |
| | | | | | |
4 结果与讨论
计算过程见图1。
图1 计算过程
4.1 静压分布
采用fluent 6.3对污水管网进行数值模拟，得到静压云图，如图2所示。
检查井1 保健杯检查井2
检查井3 检查井4
检查井5
图2 污水管道各管段静压分布图
从图2的静压分布图可以看出污水管网的静压随着水流的汇入逐渐降低，由此可以判断模拟的结果是正确。水流由检查井1、2、3、4、5、8汇入后，静压都是逐渐降低的。
4.2 速度分布
检查井故障诊断方法1 检查井2
面包炉
检查井3 检查井4
检查井5
图3. 污水管道各管段速度分布图
从图3的速度分布云图可以看出，除去近壁面和检查井内流场外，所有管段的水流速度大致在0.5m/s到1.6m/s之间，均能达到污水管网的设计要求，糖果模具从出口处的速度分布图中可以看出出水管段在水流汇入处速度变化剧烈，速度分布不均，流速先增加后保持一致。
4.3 流线分布
48v转12v检查井1 检查井2
检查井3 检查井4
检查井5
图4 流线图
4.4 球墨铸铁管qiumogg速度矢量分布
为了进一步考察污水管道中是否存在回流现象，导出污水管网的速度矢量图，见图5。
检查井1 检查井2
检查井3 检查井4
井5
图5. 污水管道各管段速度矢量图
从图5中并未发现存在回流现象，因此设计是合理的。
5 结论
通过对污水管网流场模拟，得到各个管段的速度和压力云图，并通过速度矢量分析，所设计管网并未发现回流现象，因此设计是合理的。
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