干枯骆驼刺对风沙流场影响的数值模拟研究

植物固沙是荒漠地区防治风沙灾害的重要措施之一,骆驼刺(Alhagi camelorum)作为典型荒漠植物具有重要的应用价值。利用fluent软件对30 cm高度干枯骆驼刺附近的流场进行数值模拟,分析风速特征和积沙特征,并加以野外试验验证。结果表明:(1)植株附近流场大致可分为遇阻减速区、抬升加速区、紊流减速区以及恢复区。植株后会形成微弱的涡流,涡流的回流区高度与距植株远近有关,但整体低于0.14 m。(2)当风速为6 m·s^(-1)时,植株主要影响0.6 m高度以下的水平风速。植株后一定距离内的水平风速随高度增加不在呈现严格的对数分布,而是存在2个极小值,并在0.3~0.6 m高度范围内以较大的加速度快速增大。(3)植株的防风效率整体呈现出随风速增大而减小的规律,且该现象随高度增加愈加明显。当风速由6 m·s^(-1)增大至10 m·s^(-1)时,株后5.3 m范围内,0.3 m高度处的防风效率由40%减小至16.56%。(4)植株附近的积沙因风速的不同具有差异,当风速较小时,积沙主要集中在前方植株附近以及植株之间,随着风速的增大,积沙后移。