植被下墊面對(duì)土壤風(fēng)蝕和風(fēng)沙防治有著非常重要的作用,所以研究植被下墊面對(duì)風(fēng)場(chǎng)的影響具有重要的理論和實(shí)際意義。目前對(duì)植被下墊面內(nèi)部及周?chē)L(fēng)場(chǎng)特性等方面的研究多采用實(shí)驗(yàn)觀(guān)測(cè)的手段。本文在前人研究工作基礎(chǔ)上,分析了影響森林阻力系數(shù)的主要因素,研究了氣流進(jìn)入和流出森林時(shí)的風(fēng)場(chǎng)情況,并計(jì)算了不同葉面積指數(shù)和林分密度下森林的空氣動(dòng)力學(xué)粗糙度、零平面位移高度和摩阻風(fēng)速。主要內(nèi)容如下：1.建立了植被下墊面風(fēng)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的理論模型。在時(shí)均湍流控制方程的基礎(chǔ)上,利用空間平均原理推導(dǎo)了植被下墊面風(fēng)場(chǎng)控制方程,并給出了控制方程中的參數(shù)計(jì)算和控制方程的求解方法。2.考慮到由于森林葉面積密度沿高度變化而造成森林阻風(fēng)能力沿高度的變化,本文利用植被下墊面風(fēng)場(chǎng)理論模型研究了森林阻力系數(shù)和葉面積密度之間的關(guān)系,并利用這一關(guān)系修正了以前學(xué)者由于沒(méi)有考慮阻力系數(shù)和植被特性之間的關(guān)系而造成的誤差。然后計(jì)算了氣流進(jìn)、出森林時(shí)的速度和湍流強(qiáng)度,所得結(jié)果與野外觀(guān)測(cè)結(jié)果吻合較好。3.研究了森林葉面積指數(shù)和林分密度對(duì)森林空氣動(dòng)力學(xué)粗糙度、零平面位移高度、摩阻風(fēng)速的影響,得到了不同林分密度下,粗糙度、零平面位移高度及摩阻風(fēng)速隨葉面積指數(shù)的變化規(guī)律... 

【文章來(lái)源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：54 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１鳳蝕地貌和風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)（圖片來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)）??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?ｗｉｎｄ?ｅｒｏｓｉｏｎ?ｌａｎｄｆｏｒｍ?ａｎｄ?ｓａｎｄ?ｂｌｏｗｎ（ｆｒｏｍ?Ｉｎｔｅｒｎｅｔ）??

本章計(jì)算中考慮的森林沿流向?yàn)榘霟o(wú)限長(zhǎng)，計(jì)算區(qū)域?yàn)椋兀谄矫嫔系亩S??區(qū)域，離５００ｍ，長(zhǎng)１０００ｍ。森林迎風(fēng)面距離風(fēng)場(chǎng)域入口?３００ｍ，森林高為Ａ，??坐標(biāo)原點(diǎn)位于森林迎風(fēng)面底部。計(jì)算區(qū)域的示意圖如圖３－１所示。??Ｏ??３??Ａ?森林??Ｕ—?３００ｍ￣？Ｈ￣左?７００ｍ??？！??圖３－１計(jì)算區(qū)域示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?３－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ?ａｒｅａ??邊界條件??風(fēng)場(chǎng)入口?：?ｘ＝－３〇〇ｍ，ｗ＝Ｊ７〇，?ｗ＝０；??風(fēng)場(chǎng)出日：自由出口；??上邊界：ｚ＝５００ｍ，?—?＝?０，?ｗ＝０；??Ｂｚ??下邊界：２＝０，ｗ＝ｗ＝０；??計(jì)算單元?jiǎng)澐??采用非均勻結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格對(duì)風(fēng)場(chǎng)域進(jìn)行劃分�？紤]到森林迎風(fēng)面處速度和瑞??流強(qiáng)度較大，所Ｗ在森林迎風(fēng)面處網(wǎng)格尺度較小，；Ｃ方向上，該處網(wǎng)格尺寸為??０．５ｍ，網(wǎng)格從森林迎風(fēng)面向風(fēng)場(chǎng)域的入口和出曰增大，最大均為２．５ｍ。高度方??向上，網(wǎng)格由地面向上增大，最小尺寸為０．５ｍ，最大為２．５ｍ。??？＇貓Ｓ稱(chēng)剛觸拓－由臓ｍＳｒｉ柏腳？Ｂ??蟲(chóng)韻疆ｉｉｌｉ畫(huà)圓靈Ｉ??強(qiáng)Ｉ援壁ＨＩ－；’吉－：中；Ｊ恥播隅強(qiáng)禪強(qiáng)ｉｎｉＴＯｆ??ｒ，＂?■＂?■?■?－?ｓ?ｊ

?森林下墊面風(fēng)場(chǎng)特征的數(shù)值研巧??圖３－７和圖３－８分別給化了森林風(fēng)場(chǎng)的速度云圖和縮流強(qiáng)度云圖�？煽吹�??森林覆蓋區(qū)域的風(fēng)速很小，森林上方的風(fēng)速相比來(lái)流風(fēng)速也有明顯的減弱。由??于有樹(shù)冠的擾動(dòng)，樹(shù)冠部端流強(qiáng)度較大（紅色），而其他位置的縮流強(qiáng)度較小。??ｖｅｌｏｃｉｔｙ?．ｍａｇｎｉｔｕｄｅ：??ｔｎｉｓ）?〇＿＜?１９?３，３?４＿６?６０?７．４??６０－?－?叫測(cè)肺＇??ｚ??，，．：記Ｖ，式縣Ｖ：；．’；’ｌ議圍??．＇Ｉ＇．－皆巧ｍＨＨ??〇４?１?：＝：＝ｒｐｆｌｌｉｐＨａｐｌＭＭＨｉｐｉＨＨＨＶ??－３００?＇?－１００?６?＇?１００?、？?３００?＇?５００?＇?７００??圖３－７風(fēng)場(chǎng)速度云圖??Ｆｉｇｕｒｅ?３－７?ｖｅｌｏｃｉｔｙ?ｃｏｎｔｏｕｒｓ?ｏｆ?ｆｌｏｗ?ｆｉｅｌｄ??ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ?ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ；?＾＾＾＾＾Ｈｊｊ｜＾＾｜｜ｊｊ｜［｜｜ｊｊ｜ＢＩＩＩ＾＾Ｉ??０．１?０．１?０．２?ＯＪ?０．４?０．５??＇＇蹲，；．ｉ鑛??＾?‘巧安??：，＂—??－〇；００?－１００?０?１００?＾?３００?５００?７〇〇??圖３－８風(fēng)場(chǎng)瑞流強(qiáng)度云圖??Ｆｉｇｕｒｅ?３－８?ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ?ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ?ｃｏｎｔｏｕｒｓ?ｏｆ?ｆｌｏｗ?ｆｉｅｌｄ??Ｄａｌｐ自＆?Ｍａｓｓｏｎ討論了阻力系數(shù)對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果的影響，經(jīng)過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)當(dāng)??阻為系數(shù)打＝０．２時(shí)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]脈動(dòng)風(fēng)場(chǎng)下風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬[J]. 武建軍,羅生虎,閆光虎,何麗紅.  中國(guó)沙漠. 2011(03)
[2]樟子松人工林單木葉量垂直分布規(guī)律[J]. 閆明準(zhǔn),劉兆剛.  東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(07)
[3]幾種湍流模型及其在FLUENT中的應(yīng)用[J]. 任志安,郝點(diǎn),謝紅杰.  化工裝備技術(shù). 2009(02)
[4]-湍流模型及其在FLUENT軟件中的應(yīng)用[J]. 熊莉芳,林源,李世武.  工業(yè)加熱. 2007(04)
[5]風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)力學(xué)機(jī)理研究的歷史、進(jìn)展與趨勢(shì)[J]. 黃寧,鄭曉靜.  力學(xué)與實(shí)踐. 2007(04)
[6]植被覆蓋地表的空氣動(dòng)力學(xué)粗糙度及對(duì)土壤風(fēng)蝕的影響[J]. 趙永來(lái),麻碩士,陳智.  農(nóng)機(jī)化研究. 2007(02)
[7]空氣動(dòng)力學(xué)粗糙度的物理與實(shí)踐意義[J]. 劉小平,董治寶.  中國(guó)沙漠. 2003(04)
[8]中國(guó)沙漠化研究[J]. 王濤,朱震達(dá).  中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2001(02)
[9]華北落葉松人工林生長(zhǎng)季內(nèi)的林冠結(jié)構(gòu)和光分布[J]. 馬欽彥,劉志剛,潘向麗,韓海榮,張戎.  北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2000(04)
[10]杉木中齡林樹(shù)冠葉面積密度空間分布及季節(jié)變化[J]. 張小全,趙茂盛,徐德應(yīng).  林業(yè)科學(xué)研究. 1999(06)



本文編號(hào)：3422639