防護(hù)林風(fēng)場特征的數(shù)值模擬.pdf

1、防護(hù)林可以對(duì)水土保持、防風(fēng)治沙以及土壤風(fēng)蝕等起到良好的作用，因此研究防護(hù)林的風(fēng)場特征對(duì)于理論與實(shí)際都有著重要意義。目前對(duì)于防護(hù)林風(fēng)場特性的探討大部分應(yīng)用的都是野外觀測與實(shí)驗(yàn)的方法，雖然也有一部分?jǐn)?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(hù)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(duì)其準(zhǔn)確性進(jìn)行了驗(yàn)證，并計(jì)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(duì)防護(hù)林阻風(fēng)效果的影響。主要研究內(nèi)容為：<

2、br>　　1.詳細(xì)介紹了植被冠層內(nèi)部流場的控制方程?；谕牧鞯臅r(shí)間平均控制方程，對(duì)其進(jìn)行空間平均進(jìn)而得到植被冠層內(nèi)部流場的運(yùn)動(dòng)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(fēng)場運(yùn)動(dòng)的計(jì)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(huì)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(fēng)速以及葉面積密度兩個(gè)因素的關(guān)系，得到了阻力系

3、數(shù)的函數(shù)關(guān)系式。運(yùn)用此關(guān)系式對(duì)氣流進(jìn)入云杉林前后的風(fēng)速以及湍流強(qiáng)度進(jìn)行了計(jì)算，并將所得模擬結(jié)果與野外觀測的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比從而驗(yàn)證該關(guān)系式的準(zhǔn)確性。
　　3.計(jì)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(duì)防護(hù)林阻風(fēng)效果的影響。隨著葉面積指數(shù)的增大，防護(hù)林的阻風(fēng)效果增強(qiáng)。株間距越小，防護(hù)林的阻風(fēng)效果越好。行間距越大，第二行樹的背風(fēng)面相同高度上相應(yīng)位置的阻風(fēng)效果越強(qiáng)。兩行交錯(cuò)排列防護(hù)林的防風(fēng)效果優(yōu)于兩行并列防護(hù)林，