挑流泄洪雾化的水滴联合信息熵数学模型

摘要

当挑流水舌高速冲击下游水面时,在下游空间会形成大量的运动水滴,如何确定这些水滴粒径的分布已成为一个重要的科学问题。气象上各类降雨滴谱常用Gamma分布来拟合,在泄洪雾化水滴粒径分布的建模中,也多采用Gamma分布来模拟其滴谱分布,但是这种方法缺乏物理意义,而且计算的精度不高。为克服Gamma分布的不足,基于最大熵增方法,提出了一种在非平衡开放体系下的水滴宏观和微观的联合信息熵分布模型,并建立误差函数的方法对模型参数进行求解。计算结果表明,本文构建的联合分布模型的计算结果与实验数据吻合最好,在不同工况下,联合模型计算结果比Gamma、传统最大熵分布计算的结果决定系数分别高3.5%、25.3%,均方根误差分别低72.4%、79%。在不同的工况下,液滴平均直径之间存在等成正比关系,为泄洪雾化粒径分布的预测提供了理论基础。