多孔介质森林模型中流场分布特征的研究开题报告

1. 研究目的与意义

沙漠化问题越来越严重,对人类的生产生活造成了严重影响。

土壤风蚀和沙尘暴的直观表现是风沙运动,地表植被能够有效地降低风速,减小地表剪切力,还能够阻挡部分颗粒输移;另一方面,地表植被可以固定土壤,保护土壤颗粒不被风力移动,从而降低风沙运动强度、减少土壤风蚀。

因此,我们有必要对地表植被内部及其周围的流场特征进行研究,从而为防风治沙提供一定的理论支持。

2. 国内外研究现状分析

1941年Bagnold开创性的提出了风洞试验研究手段，改变了以前只能进行野外观测的局面，后来Bagnold的思想成为了人类研究风沙的物理学基础。从20实际50年代中期，我国开成立了科学院治沙队，在近十年里我国学者引进了西方封杀物理学的研究成果，并结合我国土地沙漠化的实际情况对封杀运动规律吧有了一个初步认识。80年代开始，我国深入研究了沙粒启动机制，粉砂运动规律，风沙流的结构分布，土壤风蚀以及防风治沙等诸多方面，取得了不小的进展。虽然我国开展这类研究已经有五十多个年头，但对沙漠化的成因以及发展过程认识的不够充分，从而导致沙漠化防止理论不够完整。

多孔介质的研究历史非常久远，最早要追溯到19世纪中期，在1856年，H。Darcy对法国某个城市的地下水源进行了系统的研究，提出了著名的DARCy定律。

武生智，任春勇模拟了不同风速和不同粒径分布条件下，沙利浓度沿高度的分布规律；王康龙分别对双流体模型的基本控制方称中出现的参数进行了讨论，研究了各个参数取值对研究结果的影响，并给出了模拟疯啥运动时各参数最佳的取值。

3. 研究的基本内容与计划

1.准备工作阶段：阅读fluent软件的相关资料学会使用，了解森林模型的基本知识；

2.模型设计阶段：完成植被下垫面风场运动的理论模型，基于理论模型给出植被下垫面风场控制方程和求解方案；研究不同林分密度下，粗絕度、零平面位移高度及摩阻风速随叶面积指数的变化规律

3.撰写论文阶段：根据前期的设计以及最终完成的模型，完成论文的撰写工作，详细描述应用实现的功能，并对论文中的图片公式进行归纳排序；

4. 研究创新点

1、利用FLUENT软件数值模拟风场以及粉尘穿越森林时的流场分布，更有效直观地为防风治沙提供理论支持

2、本文默认森林是均匀的多孔介质，粉尘穿越森林时在流场中均匀分布，风场中粉尘颗粒也是均匀的，虽然与实际有所不一，但是可以作为森林模型为实际工作提供模型依据。