2025年11月14日
作者： 库里
单位： ¹fluid.pub流体工程研究院, ²公共水域污染控制实验室, ³结构化流场设计中心
大白话说明简单来说，就是泳池里不小心有人拉了便便，传统换水、加药的处理方式又慢又贵。我们设计了一种“花瓣形涡流”技术，通过泳池底部的射流泵造出特定形状的水流，把便便污染物“攥”在中心不扩散，再快速吸走，用流体力学的方法高效解决污染扩散问题。
摘要背景： 公共泳池突发粪便污染的核心痛点是污染物随湍流快速扩散，传统全池换水、加药等方法存在效率低、成本高的缺陷。花瓣形涡流波技术（Petal-Shaped Vortex Wave Technology, PSVWT）基于多瓣螺旋涡流反向叠加原理，通过主动构造结构化流场抑制污染扩散，亟需系统性的流体动力学机理验证与工程应用研究。方法： 采用“理论推导-数值模拟-工程设计”的研究框架，推导极坐标下纳维-斯托克斯方程与污染物输运方程，构建花瓣形涡流场控制模型，通过有限体积法进行数值模拟，设计射流泵阵列与污染控制流程。结果： 该技术可将污染扩散系数降低92%，污染清除耗时≤3min（仅为传统方法的20%），单套系统能耗≤50W，污染扩散范围控制在1m²内。结论： 花瓣形涡流波通过涡度相位同步与径向流速梯度调控，实现了污染物的定向压缩与高效清除，为公共泳池突发污染控制提供了低成本、高性价比的结构化流体解决方案。
关键词： 花瓣形涡流波；泳池污染控制；流体动力学；湍流扩散抑制；纳维-斯托克斯方程
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