在中國,土地荒漠化的形式十分嚴峻,根據(jù)調(diào)查結(jié)果表明:我國有將近27%的土地面積受到土地荒漠化的影響,每年因荒漠化造成的損失非常巨大。隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略在我國的實行,大西北已然成為國家重點投資建設(shè)的地區(qū),而對西北方向的荒漠治理以及開墾已經(jīng)成為我國當今最主要的課題之一。目前,在建筑領(lǐng)域,對沙漠內(nèi)的建筑在風沙流作用下的研究非常少,本文通過對沙漠內(nèi)的活動板房以及周邊風場情況進行詳細調(diào)查,并運用大型軟件FLUENT對活動房內(nèi)的通風情況,以及沙粒吹入室內(nèi)后的濃度分布進行數(shù)值模擬。主要研究如下:1.收集相關(guān)文獻,對前人的研究進行總結(jié),認識風沙流對沙漠內(nèi)建筑的危害。在流體動力學及風沙物理學的理論基礎(chǔ)上,學習大型商業(yè)軟件FLUENT,對活動房內(nèi)的風場以及風沙共同作用下沙粒濃度變化進行數(shù)值模擬。2.利用FLUENT軟件對活動房內(nèi)的進風流場進行了模擬,采用標準化k??模型,確定邊界條件以及各類參數(shù),對三維活動房內(nèi)的流場進行數(shù)值模擬,研究室內(nèi)風場的速度分布規(guī)律。3.基于氣-固兩相流理論,利用FLUENT軟件,設(shè)置k??模型和離散相模型,模擬對室內(nèi)通風及噴入沙粒后,沙粒在重力的作用下沉降在地面,沙粒在地面的濃度分布和變化,為了更加準確地研究地面沙粒的分布規(guī)律,將活動房地面沿坐邊軸X方向詳細劃分為5個基準面,觀察沙粒的最高濃度在這幾個面上隨時間的變化規(guī)律。4.在不改變其他固定參數(shù)的情況下,改變噴入室內(nèi)的沙粒的質(zhì)量流率及風速,觀察在不同質(zhì)量流率下,沙粒在室內(nèi)最高濃度隨時間的變化曲線,以及在不同風速下,觀察沙粒排出的時間,分析沙粒的排出效率。對進一步研究沙漠內(nèi)建筑物的集沙問題有一定的工程應(yīng)用意義和參考價值。
【學位單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：P425.64
【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 風沙運動的研究發(fā)展過程與趨勢
    1.3 計算風工程的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 風沙流的數(shù)值模擬
        1.3.2 粉塵濃度的數(shù)值模擬
    1.4 沙漠建筑以及居住地室內(nèi)的防沙措施
    1.5 本文的主要研究內(nèi)容
第二章 湍流模型及顆粒運動方程
    2.0 引言
    2.1 大型軟件FLUENT的簡介
    2.2 湍流模型的概述
    2.3 氣固兩相流模型
    2.4 顆粒的運動特性
    2.5 風沙流的結(jié)構(gòu)特征
        2.5.1 沙粒濃度隨高度分布
        2.5.2 風沙流風速廓線
        2.5.3 輸沙率
    2.6 本章小結(jié)
第三章 活動房內(nèi)風場的數(shù)值模擬
    3.1 幾何模型的建立
    3.2 計算網(wǎng)格的劃分
    3.3 求解參數(shù)以及邊界條件的設(shè)定
    3.4 計算結(jié)果分析
    3.5 本章小節(jié)
第四章 活動房內(nèi)沙粒濃度分布規(guī)律的數(shù)值模擬
    4.1 風沙流數(shù)學模型的選擇
        4.1.1 氣固兩相流的數(shù)學模型
        4.1.2 離散相模型（DPM）
        4.1.3 沙粒運動數(shù)學模型的假設(shè)
    4.2 參數(shù)設(shè)置及邊界條件設(shè)定
        4.2.1 沙粒的粒徑分布
        4.2.2 離散相邊界層的設(shè)定
        4.2.3 離散相模型的參數(shù)設(shè)置
    4.3 活動房內(nèi)風沙流場的迭代計算
    4.4 活動房內(nèi)風沙流的數(shù)值模擬
    4.5 沙粒被風場帶入室內(nèi)后的濃度分布及變化規(guī)律
    4.6 地面沙塵最大濃度的變化規(guī)律
    4.7 不同質(zhì)量流率下沙粒最高濃度隨時間的變化規(guī)律
    4.8 不同風速下沙粒最高濃度隨時間的變化規(guī)律
    4.9 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
致謝

【相似文獻】

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本文編號：2843868