挥发性污染物在水气交界面上耦合传质的机理研究

挥发性污染物进入水体后造成水污染，因其挥发又造成空气污染。严重情况下，由此造成的水气污染演变为环境灾害，危害公共安全，因此准确预测挥发性污染物泄漏后在水体和大气中的时空分布有重要意义。本项目研究挥发性污染物在水气交界面上传质过程中分子的动态分配行为，探求连续界面和非连续界面上水气各向异性湍动对挥发性污染物气液两相耦合浓度时空分布的作用机理，建立挥发性污染物在水气交界面上耦合传质动态模型。在模型求解方面，研究既反映界面流特性又体现挥发性污染物气液两相浓度耦合性的有界约束条件，建立高精度的差分格式。揭示挥发性污染物水气交界面耦合迁移扩散的机理和规律，为水气环境的规划管理、污染控制提供坚实的理论依据。

准确预测挥发性污染物水体泄漏后在水和大气中的时空分布是对水气污染实现有效应急救援的基础。要准确预测污染物在水气中的时空分布，研究挥发性污染物在水气交界面上的挥发传质过程是必不可少的。本项目研究了挥发性污染物在水气交界面上传质过程中分子的动态分配行为。为了寻求水气界面上挥发性污染物各向异性扩散的特征，建立了湍流质扩散系数与速度梯度及质交换率的关系。在压缩型VOF基础上，建立了三维挥发性污染物在水气交界面上耦合传质动态模型。在模型求解方面，二阶精度的光滑过渡差分格式得以建立，以保证水气界面上流动与传质的有界性约束性。 分析了水气界面上挥发性污染物的传递特性、热力学参数和影响因素。本项目促进了界面传质理论的发展。