风沙绕流运动对农业设施影响的数值模拟研究

摘要：针对沙尘暴对南疆地区农业设施的影响现状,利用欧拉双流体模型,研究多相流动控制方程。采用有限元流体模拟软件FLUENT,选用基于雷诺平均的标准k-w湍流模型,对风沙绕流农业设施进行数值模拟,并采用用户自定义函数（UDF）初始化风速。模拟结果与柱状图对照表明：农业设施迎风面、背风面和侧风面最大风压分别为308N、-251N和-251N;设施周围风速在垂直地面方向呈现分层结构、在背风面水平方向由内向外风速呈先增大后减少趋势;离散相模拟结果显示沙粒运动轨迹绕行农业设施呈抛物线下落,由设施在整个流体空间所占尺寸比例得出在20m后的区域形成堆积。模拟结果有助于预测农业设施周围风沙运动、沙粒堆积情况,可以为农业设施建设的优化设计和周围环境改善提供重要参考。

关键词：风沙绕流 多相流 fluent 数值模拟 农业设施 

单位：塔里木大学机械电气化工程学院 新疆阿拉尔843300 南疆农业机械化研究中心 新疆阿拉尔843300