不同稳定度下风沙两相流若干动力学问题研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 吕萍 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2006-05-31 |
| 授予单位 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
| 授予地点 | 寒区旱区环境与工程研究所 |
| 导师 | 董治宝 |
| 关键词 | 层结稳定度 空气动力学粗糙度 风速廓线 沙粒轨迹 数值模拟 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 中文摘要 | 本文针对当前风沙物理学和土壤风蚀研究中人们所关注的一些物理量：空气动力学粗糙度，风沙两相流中的风速廓线，沙粒跃移轨迹及其速度，床面起沙率及输沙率随高度分布规律等物理量，采用微观研究与宏观研究相结合的方法，推导了不同类型地表空气动力学粗糙度与大气稳定度变化关系的理论模型，建立了不同大气层结稳定度条件下风沙跃移运动的理论模型，通过对该模型的数值求解，初步得到以下结论： (1)裸露固定沙质床面、戈壁风蚀面以及植被覆盖面的空气动力学粗糙度不仅与粗糙元的性质，零平面位移高度，边界层外的参考风速及其地面摩阻速度大小有关，而且还受大气层结稳定度的影响。 (2)大气层结稳定度通过热力因子控制湍流强度，进而影响传输到气/固界面上“无滑移”层的动量，导致粗糙度发生改变。不稳定层结下的空气动力学粗糙度较中性层结稳定度时小，且层结越不稳定，二者之间的差值越大；反之，稳定层结下的空气动力学粗糙度大于中性层结时的粗糙度，层结越稳定，粗糙度越大。 (3)静电力对沙粒跃移轨迹、风速廓线以及风沙流结构都有强烈影响。当沙粒带正电荷时，其跃移长度和高度都较沙粒不带电情形大，反之，沙粒带负电荷时，其跃移长度和高度都较沙粒不带电情形时的小。 (4)Magnus力对沙粒跃移轨迹以及风沙流中的风速廓线也有很显著的影响，且随着沙粒初始旋转速度的增大这种影响作用越强。 (5)非中性层结情形的风沙运动大大不同于中性时的风沙运动。如风沙运动达到平衡所需时间，风沙流结构，沙粒跃移轨迹及其运动速度。 (6)摩阻速度及稳定度强度对风沙流运动达到自平衡状态所需时间及风沙运动达到平衡后床面起沙率和单宽输沙率大小有显著影响。 (7)跃移沙粒运动速度变化的一般规律为：水平速度在整个跃移运动过程中一直是增大的，而其垂直速度则在沙粒起跳后逐渐减小，直到达到最大跃移高度处速度趋于零，然后在下降阶段由零值变成更大的负值。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-08-22 |
| 页码 | 120 |
| 源URL | [http://ir.casnw.net/handle/362004/21505]  |
| 专题 | 寒区旱区环境与工程研究所_研究生学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 吕萍. 不同稳定度下风沙两相流若干动力学问题研究[D]. 寒区旱区环境与工程研究所. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 2006. |
入库方式： OAI收割
来源：寒区旱区环境与工程研究所
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