导流型防风网的力学特性分析

应用CFD模拟软件Fluent 6.2对开孔率30%的新型导流型防风网与传统方孔、圆孔平板网的受力与结构稳定性进行了研究。分析了不同风速下方孔、圆孔、导流型3种不同开孔型式网板受风荷载作用情况。模拟结果表明:导流型防风网受风荷载作用与传统方孔、圆孔网板相比差别不大,且风荷载都是随着风速不断加大,呈现二次方性增长,当风速由3 m·s-1增加到15 m·s-1时,风荷载增长约20倍;不同开孔网板的力臂与固定网高之比相差不大,且随来流风速增加变化不大;产生网板阻力的主要原因是网板近壁面的前后压差和网后气流湍动形成的拖曳涡。

防风网防尘效应的风洞实验研究

因为风洞实验具有较强的可操作性,并且能够从复杂的诸多因素中分离出单独的某一影响因素进行分析。利用风洞实验模拟大自然环境,对不同防风网的挡风抑尘效果进行实验测试;对不同颗粒粒径的沙堆进行粒径分析实验,并结合模拟的流场分布进行了对比分析。防风网的设置能够明显的降低沙堆扬尘量,沙堆迎风面的扬尘最严重,且导流型防风网的堆前存在降尘区域。

防风网后的颗粒受力分析

防风网的设置不仅能够降低沙堆表面的风速,还能降低沙堆表面的气流湍动强度,颗粒的运动受力与防风网的抑尘机理密切相关。本文利用CFD商用软件Fluent软件包里的离散相模型,对防风网后的料堆进行扬尘模拟,追踪颗粒运动轨迹,分析颗粒的运动受力机制。分析粒径0.1 mm的颗粒运动得出结论:颗粒运动过程中的主导力为曳力和颗粒自身重力;但在颗粒起跳的初期,Saffman升力对颗粒进入跃移层具有决定性作用;Magnus力对颗粒起动影响很小,仅为重力的1%左右。