基于FLUENT刚性植被茎粗对坡面流特性影响研究

S27; 地表植被的地上部分主要是植被的茎部,植被的根茎能有效降低泥沙的输送能力,有助于植物的水肥管理.采用雷诺应力湍流模型,借助三维软件FLUENT,对不同根茎大小的刚性植被进行了数值研究.模拟设计了3种不同根茎大小的的植被,分别是3.5、5.0、6.5 mm,同时保持相同的植被密度,在相同流量条件下进行试验.结果表明:在淹没状态下,随着植被粗度的增加,植被间流速逐渐减小,通道处流速逐渐增加,尾旋和涡流逐步变大.植被粗度的不断增大,导致平均流速逐渐减小,与3.5 mm粗度相比,粗度为5.0和6.5 mm的平均流速分别降低了6.3％和10.6％.湍流动能和强度与植被的粗度呈正相关关系.这些结果...

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Published in节水灌溉 no. 12; pp. 87 - 93
Main Authors 周建森, 张升堂, 张景洲, 徐雪峰
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 山东科技大学地球科学与工程学院,山东青岛266590 10.12.2021
Subjects
湍流;高雷诺数;数值模型;多相流;植被茎粗;坡面流特性
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ISSN1007-4929
DOI10.3969/j.issn.1007-4929.2021.12.015

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Summary:S27; 地表植被的地上部分主要是植被的茎部,植被的根茎能有效降低泥沙的输送能力,有助于植物的水肥管理.采用雷诺应力湍流模型,借助三维软件FLUENT,对不同根茎大小的刚性植被进行了数值研究.模拟设计了3种不同根茎大小的的植被,分别是3.5、5.0、6.5 mm,同时保持相同的植被密度,在相同流量条件下进行试验.结果表明:在淹没状态下,随着植被粗度的增加,植被间流速逐渐减小,通道处流速逐渐增加,尾旋和涡流逐步变大.植被粗度的不断增大,导致平均流速逐渐减小,与3.5 mm粗度相比,粗度为5.0和6.5 mm的平均流速分别降低了6.3％和10.6％.湍流动能和强度与植被的粗度呈正相关关系.这些结果对优化农田保护中的坡面植被分布具有重要意义.
ISSN:1007-4929
DOI:10.3969/j.issn.1007-4929.2021.12.015