沙尘起动初期近地面浓度分布数值模拟研究

编号 zgly0001604215

文献类型 期刊论文

文献题名 沙尘起动初期近地面浓度分布数值模拟研究

作者 李荫堂  佘园元  孟海燕 

作者单位 西安交通大学能源与动力工程学院 

母体文献 中国沙漠 

年卷期 2010年03期

年份 2010 

分类号 P445.4 

关键词 风沙运动  气固两相流  数值模拟 

文摘内容 对沙尘事件发生初始阶段近地面空间的风沙运动进行了数值模拟研究。考虑固相的剪切黏性、总体黏性、气固相间动量交换、升力等,建立了一个二维气固两相流动数学模型。采用Fluent流体力学软件,进行数值计算。对一组风洞实验数据进行了模拟计算,验证了本模型和计算方法的正确性。研究区域高500 m、长1 000 m。近地层风速廓线采用指数式。沙尘粒度分布用R-R分布;粒径5~150μm。模拟计算得出近地层内不同风速、沙粒直径的风沙速度及沙尘体积浓度空间分布。结果表明,沙尘起动初期分为发展壮大、回落、稳定3个阶段。沙尘卷起的发展段长度、沙尘卷扬高度及浓度分布曲线形状,均随沙粒和入口风速而明显变化。到达稳定阶段,沙尘浓度沿高度的分布表现为,近地面存在一个均匀的浓度层,即饱和层,其浓度、高度取决于风速和沙粒粒径;饱和层以上沙尘浓度呈指数衰减。