Turbulent Boyant Jets and Plumes in Flowing Ambient Environments

Denne rapport omhandler fortynding i lette, turbulente stråler og faner i strømmende recipienter, som de ofte forekommer i forbindelse med udløbsledninger. Med udgangspunkt i de styrende fysiske processer er fortyndingsprocessen inddelt i fire zoner : en initialzone, strålen, en overgangszone samt fanen. På baggrund af de grundlæggende fysiske love og dimensionsanalyser er der opstillet sammenhænge der belyser blandt andet strålebaner og fortynding. For overgangszonen er betingelserne for dannelsen af en opstrøms kile belyst. De teoretiske analyser er understøttes af eksperimenter udført i laboratoriet, hvor fortyndingen i vandrette stråler med udløb i vand der strømmer parallelt med strålen er undersøgt. De opstillede betingelser for dannelse af en opstrøms kile er undersøgt i modelforsøgene. Disse er beskrevet ved hjælp af tre regimer : en stabil kile, en ustabil kile samt ingen opstrøms kile. Der er endvidere lavet en omfattende gennemgang af litteraturen, hvor data fra både laboratorieforsøg og feltmålinger er inddraget i analysen. Der er opstillet to typer numeriske modeller for fortyndingen. En en-dimensional integralmodel der ud fra bevarelse af masse og bevægelsesmængde, samt en medrivnings hypotese kan beskrive fortyndingen i idealiserede tilfælde. Der er endvidere anvendt en mere avanceret tredimensional k - ε turbulensmodel der ud over bevarelse af masse og bevægelsesmængde i en lokal beskrivelse medtager massebalancer for den turbulente energi. Resultater fra begge modeller er sammenlignet med forsøgene.