土壤風(fēng)蝕的多場(chǎng)耦合力學(xué)機(jī)理.pdf

1、本文通過(guò)建立氣流-土壤顆粒耦合作用的穩(wěn)態(tài)兩相流模型，考慮 Magnus效應(yīng)的影響，描述土壤顆粒運(yùn)動(dòng)發(fā)展過(guò)程，對(duì)土壤風(fēng)蝕的多場(chǎng)耦合力學(xué)機(jī)理進(jìn)行研究。主要包括以下幾個(gè)方面：
　　1）土壤風(fēng)蝕過(guò)程中，同一流場(chǎng)以同一速度起跳的土壤顆粒，重力和拖曳力起主要作用，Magnus力和靜電力的影響較大，Saffman力影響最小，幾乎可忽略。Magnus效應(yīng)對(duì)土壤顆粒運(yùn)動(dòng)中顆粒躍移軌跡、輸移量等的影響十分明顯。
　　2）不同高度處的角速度概率分

2、布與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合的很好，不僅分布的形狀、峰值比較一致，而且其分布位置和偏度也吻合的較好，尤其是距離床面較高時(shí)，兩者的差別更小。顆粒旋轉(zhuǎn)角速度的分布概率服從單峰非對(duì)稱(chēng)分布，且峰值呈尖點(diǎn)。
　　3）土壤顆粒的輸移量沿高度呈指數(shù)規(guī)律遞減，輸移量主要集中在10cm高度層以下；輸移量的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和理論模擬結(jié)果大約在10cm以上吻合得很好，但在10cm以下，風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和理論模擬差別較大。同一風(fēng)速下，采用最小二乘法對(duì)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和理論模擬的輸移量進(jìn)行擬

3、合并得到擬合公式。同時(shí)，在不同風(fēng)速下對(duì)同一高度層輸移量對(duì)比分析表明，貼近地表處（0-10cm）高度層內(nèi)輸移量隨風(fēng)速增大所占的百分率降低。而在10cm以上高度層內(nèi)，特別在10-20cm的高度層內(nèi)，隨著風(fēng)速的增大，其輸移量所占總輸移量的百分比反而有明顯的增加。
　　4）在土壤顆粒流的形成過(guò)程中，顆粒空中的碰撞是不容忽視的，空中顆粒的碰撞次數(shù)占總碰撞次數(shù)的平均百分?jǐn)?shù)可達(dá)到21.5％，床面顆粒的碰撞次數(shù)占顆粒總碰撞次數(shù)的平均百分?jǐn)?shù)為78.