青藏铁路错那湖段挡沙墙风沙两相流数值模拟

作者：周琪智,赵洋,高广磊,丁国栋,张英

摘要：青藏铁路错那湖段风沙灾害严重,科学评价和系统优化铁路防护体系对于保障青藏铁路安全运行具有重要意义。基于野外调查和计算流体力学,采用Fluent欧拉双方程模型模拟错那湖段挡沙墙周围风沙两相流运动。结果表明:(1)在无沙物质沉降时,挡沙墙后遮蔽效应区面积可达65.34%;随沙物质不断沉积,起始沉积位置前移,防护效益逐渐减弱。(2)流场可划分为7个功能区,沙物质在耗散减速区、涡旋沉降区发生减速、沉降。(3)挡沙墙周围沙物质受涡旋作用,在1~1.5倍挡沙墙高度范围内开始沉积,第二道挡沙墙后沙物质堆积体积大于第一道。(4)上部倾斜、下部大孔隙的新型挡沙墙,可使起始沉积位置后移1.47倍,提高防护效益1.32倍以上。涡量生成与挡沙墙结构存在密切关系,风沙两相流能量在挡沙墙附近大量损耗,沙物质在旋流中沉降堆积,靠近路基挡沙墙存在被掩埋风险。研究可为沙漠铁路风沙灾害防护体系建设提供理论依据和科学支撑。

发文机构：北京林业大学 北京林业大学

关键词：风沙灾害计算流体力学防护体系涡旋作用wind-sand disastercomputational fluid dynamicsprotection systemvortex effect

分类号： X169[环境科学与工程—环境科学]