关键词:
防风阻沙
琵琶柴
风速变化
积沙分布
Fluent数值模拟
摘要:
植物固沙是北方干旱、半干旱区防治风沙灾害的重要措施之一,其中琵琶柴(Reaumuria soongorica)为荒漠区分布最广泛的半灌木,具有重要的应用价值。本文利用计算平台Fluent对琵琶柴植株附近的流场进行数值模拟,分析风速特征和积沙特征。结果表明:(1)在10 m·s^(-1)初始风速下,植株前后皆会形成涡流,其高度和强度与距植株远近有关,整体低于0.25 m。(2)数值模拟结果表明,气流水平方向速度的变化多呈“N”和“W”型曲线,而垂直方向的气流速度变化则为“V”型曲线。(3)在较低风速下,非生长季琵琶柴的阻风效能要优于生长季,株后防护距离4 m;当风速大于6 m·s^(-1)时,双排生长季琵琶柴株后风速降低幅度可大于94.45%。(4)琵琶柴具有良好的阻沙效果,在初始风速为6 m·s^(-1)时,大部分沙粒堆积在植株前后底部;当风速增至10 m·s^(-1)时,生长季琵琶柴阻沙良好,沙粒主要沉积在株后1.5~3 H,沙粒堆积高度小于0.1 m;当初始风速为15 m·s^(-1)时,生长季琵琶柴株后积沙主要分布在株后2~3.5 H,而非生长季琵琶柴沙粒堆积范围则在株后1~10 H。无论何种生长季琵琶柴均能有效降低风场内气流速度,并对气流所携带的沙粒具有良好的沉降作用,在植物治沙工程中起重要作用。