沙粒起動(dòng)風(fēng)速的研究.pdf

1、在風(fēng)沙二相流的研究中，風(fēng)沙的產(chǎn)生機(jī)制，即在風(fēng)場(chǎng)的作用下沙粒的起動(dòng)機(jī)理是其中基礎(chǔ)的和重要的研究課題。地表沙粒在風(fēng)場(chǎng)作用下脫離地表開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的過(guò)程稱為沙粒的起動(dòng)，它標(biāo)志著地表風(fēng)蝕的開(kāi)始，風(fēng)蝕是造成干旱半干旱沙漠地區(qū)土地退化的主要驅(qū)動(dòng)力之一，起動(dòng)風(fēng)速又是影響風(fēng)蝕的關(guān)鍵因素，因此，沙粒的起動(dòng)風(fēng)速一直受到研究者的高度關(guān)注，它對(duì)于風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)的研究具有最基本的意義。
　　 本學(xué)位論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 1.通過(guò)對(duì)風(fēng)場(chǎng)中沙床表面沙粒

2、的受力分析，建立了坡面沙粒起動(dòng)風(fēng)速的理論公式，并將計(jì)算結(jié)果與已有起動(dòng)風(fēng)速的實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了比較，結(jié)果表明：給出的理論計(jì)算公式是正確的。在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)討論了坡角、風(fēng)向角、荷質(zhì)比、電場(chǎng)力以及空氣上升力對(duì)坡面沙粒起動(dòng)風(fēng)速的影響。其結(jié)果是：坡度一定時(shí)，沙粒的起動(dòng)風(fēng)速隨風(fēng)向角的增大而增大；風(fēng)向一定時(shí)，背風(fēng)坡沙粒的起動(dòng)風(fēng)速隨坡角的增大而變??；弱電場(chǎng)中，電場(chǎng)力對(duì)沙粒起動(dòng)風(fēng)速幾乎沒(méi)有影響；強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)力對(duì)沙粒起動(dòng)風(fēng)速具有顯著影響，隨著沙粒荷質(zhì)比的

3、增大，起動(dòng)風(fēng)速明顯減??；空氣上升力明顯使沙粒起動(dòng)風(fēng)速減小，其對(duì)沙粒起動(dòng)風(fēng)速的影響是不可以忽略的。
　　 2.考慮到床面非均勻沙粒之間的相互蔭暴影響，引入表征床面沙粒位置的沙粒切點(diǎn)公切線與水平沙床表面的交角為參數(shù)，建立了公切角與沙粒暴露度關(guān)系式。依據(jù)床面表層沙粒由靜止到運(yùn)動(dòng)的臨界條件，確定了以公切角的變化范圍表征的沙粒起動(dòng)的判別條件，把非均勻沙粒的蔭暴作用與其在床面位置和起動(dòng)沙粒粒徑相聯(lián)系，根據(jù)沙粒臨界起動(dòng)的靜力學(xué)條件，建立了非均