防護林風場特征的數(shù)值模擬.pdf

1、防護林可以對水土保持、防風治沙以及土壤風蝕等起到良好的作用，因此研究防護林的風場特征對于理論與實際都有著重要意義。目前對于防護林風場特性的探討大部分應(yīng)用的都是野外觀測與實驗的方法，雖然也有一部分數(shù)值模擬的內(nèi)容，但主要集中在二維數(shù)值模擬。本文以之前的防護林研究內(nèi)容為基礎(chǔ)，討論了植被阻力系數(shù)與其影響因素間的關(guān)系，對其準確性進行了驗證，并計算了葉面積指數(shù)、株間距、行間距、行數(shù)及分布方式和冠層寬度等因素對防護林阻風效果的影響。主要研究內(nèi)容為：<

2、br>　　1.詳細介紹了植被冠層內(nèi)部流場的控制方程?；谕牧鞯臅r間平均控制方程，對其進行空間平均進而得到植被冠層內(nèi)部流場的運動方程。并且討論了控制方程中相關(guān)物理量的求解方法以及相關(guān)參數(shù)的取值。
　　2.考慮到之前關(guān)于植被冠層內(nèi)部的風場運動的計算均將阻力系數(shù)取為定值，然而植被在不同高度上的葉面積密度顯然不同，相應(yīng)的阻力系數(shù)也會存在差異。因此，采用植被冠層內(nèi)部流場的理論模型探討了阻力系數(shù)與風速以及葉面積密度兩個因素的關(guān)系，得到了阻力系

3、數(shù)的函數(shù)關(guān)系式。運用此關(guān)系式對氣流進入云杉林前后的風速以及湍流強度進行了計算，并將所得模擬結(jié)果與野外觀測的相關(guān)數(shù)據(jù)進行對比從而驗證該關(guān)系式的準確性。
　　3.計算了葉面積指數(shù)、株間距、行間距、行數(shù)及分布方式和冠層寬度等因素對防護林阻風效果的影響。隨著葉面積指數(shù)的增大，防護林的阻風效果增強。株間距越小，防護林的阻風效果越好。行間距越大，第二行樹的背風面相同高度上相應(yīng)位置的阻風效果越強。兩行交錯排列防護林的防風效果優(yōu)于兩行并列防護林，