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本文正是以空气动力学为基础,通过分析影响防护林防风结构因素,建立了有关湍流的数学模型,并结合不同的地形条件,借助计算机及数值模拟FLUENT软件对经过橡胶林防护林的气流分布状况进行数值模拟和预测,以此为橡胶防护林的科学建设提供依据。
地形特征条件设置中,主要考虑风向、疏透度、粗糙度和宽度等因素。基于目前海南各片区胶林多以平地地形为主且均有防护林的现状,故首先研究平地绕防护林后气流的变化情况。而在数值计算过程中,在连续方程和动量方程的基础上,采用了Reynolds时均方程法中的紊流粘性系数法,并用k-ε标准方程模型来封闭方程组。本文采用UDF函数来自定义边界条件和初始条件,还采用wilson提出的动量汇原理对林带的阻力因数进行了参数化处理,并使用SIMPLE算法来求解流场。采用壁面函数法对近壁面进行处理。在求解离散方程时,对解的收敛性随时进行监视,以其达到指定精确度。
通过数值模拟,得到了不同条件下各类流场的等值变化图,然后对绕林流场中的相对风速、湍动能、压力场等流场特征进行了分析比较,分析了林带疏透度和粗糙度等林带结构特征对防护效应的影响。本文最后结合分析,提出了防护林体系的建设以及橡胶栽培应该注意的问题,从而达到科学设置和优化配置的目的。