风沙颗粒跃移轨迹的数值模拟研究

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1、内蒙古农业大学研究生学位论文独创声明本人申明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括为获得我校或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料，与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。期：叫吐q旦内蒙古农业大学研究生学位论文版权使用授权书本人完全了解内蒙古农业大学有关保护知识产权的规定，即：研究生在攻读学位期间论文工作的知识产权

2、单位属内蒙古农业大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位为内蒙古农业大学，且导师为通讯作者，通讯作者单位亦署名为内蒙古农业大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保豳内容除外)，采用影印、缩印或其他手段保存论文。论文作者签名：整堡堡壁指导教师签名：型趁蒸日摘要掌握单颗沙粒的运动规律对风沙运动宏观领域的研究具有积极的指导意义。本文首先从沙粒的运动形式入手，对沙粒的起动机制以及沙粒在跃移过程中的受力进行了分析。借助计算流体力学的Fl

3、uent软件，选择描述气固两相流的离散相拉格朗日模型作为数值计算模型，选择标准的J

4、}一s模型作为湍流模型对沙粒的跃移运动轨迹进行数值模拟。在全面考虑沙粒受力的基础上，模拟相同摩阻风速，不同沙粒粒径条件下考虑气体湍流脉动与不考虑气体湍流脉动的沙粒跃移运动轨迹，以及相同沙粒粒径，不同摩阻风速下的沙粒跃移运动轨迹。通过分析比较得出以下结论：当沙粒粒径尺寸为5001am～'200p．m范围内时，沙粒跃移运动轨迹受气体湍流脉动的影响不大：在相同摩阻风速下，随沙粒尺寸的减小，气体湍流脉动的作用愈发明显：沙粒的跃移距离与高度之比随粒径增大而减小。当

5、沙粒的粒径墨160p．m时，其运动曲线在下降段有上凸的趋势，曲线也不再平滑，但仍然是跃移状态，这种情况下就不能不考虑湍流脉动作用的影响。借助室内风洞对沙粒跃移运动轨迹进行了高速摄影实验研究，得到了与数值模拟近似相同的抛物线轨迹，从而验证了数值模拟的可靠性。关键词：跃移运动；数值模拟；湍流模型；Fluent；高速摄影基金项日：内蒙古自治区自然科学基金“播种作业方式对农田土壤风蚀影响的测试及其机理研究”项目(2012MS0307)NumericalSimulationResearchontheSandSaltationTrajectoryA

6、bstractGraspthemovementruleofsinglegrainofsandmovementinthefieldofmacroresearchhaspositivesignificance．Firstly,fromthestartofthemovementinthefonnofsand，thestartingmechanismsofsandandsandgrainsintheprocessofsaltationforceareanalyzed．WiththeaidofFluentCFDsoftware．Choosethe

7、standard启一日nodelasturbulencemodelsalutationsandtosimulatethetrajectories．Infullconsiderationoftheforcebasedonthesand，tosimulatethes锄efrictionwindspeed，differentsand，particlesizeundertheconditionofconsideringturbulentfluctuationanddoesnotconsidergasturbulentflowpulsationo

8、fsandsalutationtrajectory．Andthesameparticlesizesand，differentfrictionvelocityofsandtrajectorysalutation．Throughanalysisandcomparisonobtainthefollowingconclusions：Whenthesandparticlesizewithintherangeof500um～200um，sandsalutationtrajectoryisnotaffectedbyturbulentfluctuati

9、onsofgas；Atthesamefrictionvelocity,withdecreasingsizeofthesand，theroleofgasturbulentfluctuationisbecomi