动态阻力系数模型在沙生柔性植物模拟中的应用与验证

作     者：孙嘉梁 黄宁 赵昱豪 裴斌斌 张洁 Sun Jialiang;Huang Ning;Zhao Yuhao;Pei Binbin;Zhang Jie

作者机构：兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室/土木工程与力学学院甘肃兰州730000 

出 版 物：《中国沙漠》 (Journal of Desert Research)

年 卷 期：2025年第45卷第1期

页      面：215-228页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2023YFF1304203) 国家自然科学基金项目(41931179,42376232) 第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK020611) 

主　　题：柔性植物 多孔介质模型 湍流结构 防风效益 风廓线 

摘      要：湍流作用下柔性植物的摆动效应会影响其防风固沙效果。基于传统多孔介质模型,开发描述植物摆动效应的动态阻力系数模型,并对植物柔韧性进行了参数化,提高了防风固沙工程设计的准确性。通过大涡模拟计算,分析不同摆动频率和幅度的植物对冠层流特征区域的影响。结果表明:柔性植物在冠层内部和近尾流区的平均速度更小,但脉动速度和湍动能更大。柔性植物周围的地表剪切应力更小,在尾流区有较好的庇护效果。高柔韧性植物在冠层顶部形成乱流区,在背风侧近尾流区产生强阵风,会降低该区域的防护效果。