絮凝的數(shù)學(xué)描述一般分為兩個(gè)立的過程：遷移和粘附。遷移過程產(chǎn)生顆粒的碰撞。遷移是由水中顆粒的速度差異引起。在折板絮凝池中，速度差異認(rèn)為是以下3種因素造成：(1)顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)(異向絮凝中起主要作用；(2)紊流渦旋(同向絮凝)；(3)顆粒間沉降速度的差異(差速絮凝)。粘附作用取決于和顆粒物本身表面性質(zhì)有關(guān)的瞬時(shí)作用力。

眾多的水處理工作者均認(rèn)為：只有具有與顆粒尺寸相同數(shù)量級(jí)的渦旋才對(duì)碰撞有效，其它的不起作用。由于實(shí)際的絮體顆粒尺寸變化幅度是1-1000um，因此，有很大一段的渦旋起作用，不能嚴(yán)格劃分大小渦旋的界限。紊動(dòng)的擴(kuò)散作用主要取決于大尺度的紊動(dòng)。大渦旋的尺度可以認(rèn)為與折板單元的尺度數(shù)量級(jí)相同。折板單元連續(xù)的縮放，使水流形成大量不同尺度的渦旋，促進(jìn)了水流內(nèi)部絮體顆粒間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，增加了碰撞機(jī)會(huì)，所以相對(duì)于隔板絮凝池，絮凝效果大大提高。

加強(qiáng)絮凝動(dòng)力學(xué)，特別是水流狀態(tài)對(duì)絮凝沉淀效果的影響方面的深入研究。運(yùn)用PIV技術(shù)研究折板絮凝池內(nèi)部流場將是一個(gè)較好的實(shí)驗(yàn)測試方法。該技術(shù)突破了空間單點(diǎn)測量技術(shù)的局限性，可在同一時(shí)刻記錄下整個(gè)測量平面的有關(guān)信息，從而可以獲得流動(dòng)的瞬時(shí)平面速度場、脈動(dòng)速度場、渦量場和雷諾應(yīng)力分布等，因此非常適于研究渦流、湍流等復(fù)雜的流動(dòng)結(jié)構(gòu)。河海大學(xué)已運(yùn)用PIV進(jìn)行了往復(fù)隔板絮凝池內(nèi)部流場的研究，海軍工程大學(xué)進(jìn)行了靜態(tài)混合器的PIV實(shí)驗(yàn)研究。另外可利用近年不斷出現(xiàn)的CFD(Com-putational Fluid Dynamics)商業(yè)軟件，如FLUENT,ANSYS,CFX等模擬分析流場流動(dòng)，特別是FLUENT軟件推出的多種優(yōu)化的物理模型如定常和非定常流動(dòng)、層流、紊流、不可壓縮和可壓縮流動(dòng)、傳熱、化學(xué)反應(yīng)等等，可達(dá)到縮短設(shè)計(jì)過程，減少實(shí)驗(yàn)室測定試驗(yàn)的數(shù)目，減少產(chǎn)品開發(fā)成本的目的。

合理地選定和優(yōu)化混凝工藝，不僅會(huì)提高出水水質(zhì)，還能達(dá)到節(jié)能、節(jié)藥及降低運(yùn)行費(fèi)用的目的。往復(fù)式隔板絮凝池是依靠水流在廊道間的往返流動(dòng)，使顆粒碰撞聚集。實(shí)際運(yùn)行資料表明，有些絮凝池在運(yùn)行過程中絮凝效果不佳，致使后續(xù)工藝的出水水質(zhì)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)水平。國內(nèi)外常用的方法是將CFD 模型應(yīng)用到絮凝過程中，并已經(jīng)證明CFD對(duì)絮凝模擬的實(shí)用有效性。通過絮凝動(dòng)力學(xué)的研究，得到了絮凝中重要參數(shù)速度梯度值（G值）隨時(shí)間的變化規(guī)律，并將CFD模型應(yīng)用到往復(fù)式隔板絮凝池的設(shè)計(jì)過程中，通過流體力學(xué)軟件FLUENT的數(shù)值模擬，得到了往復(fù)式隔板絮凝池內(nèi)部水流的狀態(tài)和內(nèi)部的流場，并對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行了深入的分析，定性分析水流狀態(tài)對(duì)絮凝處理效果的影響。

傳統(tǒng)往復(fù)式絮凝池在矩形渠道拐彎處速度方向改變?yōu)?80°直接轉(zhuǎn)變，而圓弧形渠道拐彎處的速度方向則是逐漸變化，變化比矩形拐彎渠道平緩的多。而其圓弧形拐彎渠道能夠產(chǎn)生慣性離心力，進(jìn)而產(chǎn)生各種微渦旋，根據(jù)王紹文教授提出的“慣性效應(yīng)是絮凝的動(dòng)力學(xué)致因”可知，圓弧形渠道能夠提高絮凝效率，即絮凝效率較高
通過混凝動(dòng)力學(xué)的研究，得到了混凝動(dòng)力學(xué)中速度梯度與時(shí)間的關(guān)系G=G（0）/1+Kt；并通過擬合得到往復(fù)式絮凝池速度梯度的變化規(guī)律近似符合混凝動(dòng)力學(xué)對(duì)速度梯度變化的要求；同時(shí)參考了往復(fù)式絮凝池的新研究成果—將往復(fù)式絮凝池轉(zhuǎn)彎處的矩形渠道變成圓弧形狀，設(shè)計(jì)出一種的往復(fù)式絮凝池。通過數(shù)學(xué)模擬發(fā)現(xiàn)：優(yōu)化后的往復(fù)式絮凝池拐彎處的圓弧形渠道能夠消除傳統(tǒng)往復(fù)式絮凝池轉(zhuǎn)彎處的死水區(qū)，而且圓弧形渠道處的水流速度比矩形渠道處的分布均勻，有利于節(jié)約能耗。