隨著生態(tài)環(huán)境的改善,我國林業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的十分迅速,風災(zāi)作為主要的自然災(zāi)害之一,每年會給林業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的經(jīng)濟損失,同時嚴重破壞森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。因此研究林木在風荷載下的力學響應(yīng),并對林木所能承受的極限風速進行預(yù)測,對防風林等林業(yè)工程建設(shè)具有指導性意義。本文以山東省東營市軍馬五分林場的刺槐(Robinia pseudoacacia)為研究對象,在林場進行風速等實測試驗,并挖掘刺槐的根系樣本帶回試驗室埋入重塑土中進行拔出試驗以獲取模擬所需的根-土界面摩擦系數(shù)�；谥参锏姆中卫碚�,根據(jù)刺槐標準木的樹高、胸徑等信息,利用MATLAB進行各枝點空間坐標的建立,并將坐標導入到ANSYS經(jīng)典模塊中使用命令流完成刺槐模型的快速建模,最后將建立好的刺槐模型導入到workbench中進行風場以及土體模型的建立。流場模擬基于workbench中的Fluent模塊進行,利用線性濾波法通過MATLAB編程得到具有空間相關(guān)性的脈動風速時程數(shù)據(jù),再使用Fluent中的UDF(User Define Function)功能將風速數(shù)據(jù)讀取到風場的入口上實現(xiàn)脈動風場的模擬。最終通過workbench中的瞬態(tài)分析模塊和Fl...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究的背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 林木抗風研究
        1.2.2 根系錨固研究
    1.3 研究內(nèi)容、創(chuàng)新點及技術(shù)路線圖
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 創(chuàng)新點
        1.3.3 技術(shù)路線圖
2 材料與方法
    2.1 研究區(qū)概況
    2.2 研究材料
        2.2.1 試驗儀器
        2.2.2 試驗材料
    2.3 研究方法
        2.3.1 野外試驗
        2.3.2 室內(nèi)試驗
3 刺槐根-土界面摩擦特性研究
    3.1 單根拔出破壞模式
    3.2 試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析
        3.2.1 試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計
        3.2.2 刺槐根-土壤摩擦錨固性能F-S曲線以及試驗過程受力分析
    3.3 影響刺槐根-土界面摩擦力學特性的因素
        3.3.1 單根直徑對刺槐根-土摩擦錨固性能影響
        3.3.2 埋深對刺槐根-土摩擦錨固性能影響
        3.3.3 土壤含水率對刺槐根-土摩擦錨固性能影響
    3.4 刺槐根-土界面摩擦系數(shù)
        3.4.1 直徑對刺槐根-土界面摩擦系數(shù)的影響
        3.4.2 埋深對根-土界面摩擦系數(shù)的影響
        3.4.3 含水率對根-土界面摩擦系數(shù)的影響
    3.5 本章小結(jié)
4 FLUENT中脈動風場的實現(xiàn)
    4.1 自然風的特性
        4.1.1 平均風速
        4.1.2 脈動風速
    4.2 基于MATLAB實現(xiàn)線性濾波法模擬脈動風場
        4.2.1 線性濾波法脈動風場計算
        4.2.2 MATLAB生成脈動風速數(shù)據(jù)
    4.3 脈動風場的建立
    4.4 本章小結(jié)
5 風荷載下含根林木的雙向流固耦合數(shù)值模擬
    5.1 建立刺槐模型
        5.1.1 基于L系統(tǒng)利用MATLAB創(chuàng)建刺槐三維空間坐標
        5.1.2 利用ANSYS對刺槐模型進行快速建模并進行參數(shù)設(shè)置
    5.2 流固耦合操作過程以及參數(shù)設(shè)置
    5.3 雙向流固耦合模擬分析
        5.3.1 脈動風對刺槐位移的影響
        5.3.2 土壤自然含水率下脈動風對刺槐應(yīng)力的影響
        5.3.3 不同土壤含水率對刺槐位移及應(yīng)力的影響
        5.3.4 脈動風對刺槐的破壞位置分析
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
個人簡介
導師介紹
獲得成果目錄
致謝



本文編號：3843638