高立式尼龙网沙障周围风沙运动特性的数值模拟与试验

作者：贾光普; 左合君^*; 王海兵; 闫敏; 姚云峰; 韩雪莹; 刘峰

来源：农业工程学报, 2020, 36(18): 109-117.

• 风
• 沙
• 试验
• 尼龙网沙障
• 风速变化
• 积沙分布
• FLUENT数值模拟

为探究沙障影响下的风沙运动规律,明晰不同情况高立式尼龙网沙障周围的风速变化和积沙分布,补充野外试验数据不足的问题。该研究以磴口-乌斯太的穿沙公路为研究背景,基于FLUENT数值模拟的方法,对不同障排数量、沙障高度及入口风速下高立式尼龙网沙障周围的风速和积沙分布进行数值模拟,并通过野外试验进行验证。结果表明:不同情况高立式沙障沿水平方向的流场形式均以"V"和"W"型存在,而高立式沙障背风侧垂直方向的风速廓线形式主要以"S"型为主;风速为8 m/s,相邻障排间距为3 m条件下,分析不同障排数量对风沙运动的影响发现,单排、双排和三排高立式沙障的防护范围分别为第一排沙障至其后的6、13和20 m处,随沙障排数的增加总积沙量呈现递增趋势;风速为10 m/s,双排沙障间距8 m条件下分析沙障高度对风沙运动的影响发现,60、100、120和150 cm高立式沙障的水平流场分层点分别为0.8、1.2、1.5和2.0 m;沙障高度150 cm,双排沙障间距20 m条件下分析入口风速对风沙运动的影响发现,当风速增至15 m/s以上时,150 cm的双排沙障背风侧基本上无积沙分布,高立式沙障逐渐失去了防护作用。经野外验证真实值与模拟值的最大相对误差为8.18%,最小相对误差为1.32%,验证了模拟的合理性,该研究成果较好地反映了高立式沙障周围的风沙运动情况,为后续研究提供了数据基础和依据。

• 单位
  内蒙古农业大学