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风沙跃移轨迹的DPM数值模拟

科技通报 2015年第11期31卷 266-270页

作者：蒋建云刘博王旭峰熊英黄新成塔里木大学机械电气化工程学院新疆阿拉尔843300 塔里木大学现代农业重点实验室新疆阿拉尔843300

对风沙跃移运动采用离散模型进行数值计算,对沙粒相采用离散相模型(DPM模型),研究沙粒在跃移运动过程中的运动轨迹与摩阻风速及粒径大小的关系。模拟结果表明:随摩阻风速的增大,跃移轨迹高度逐渐降低,跃移轨迹长度逐渐增长;随沙粒粒径... 详细信息

对风沙跃移运动采用离散模型进行数值计算,对沙粒相采用离散相模型(DPM模型),研究沙粒在跃移运动过程中的运动轨迹与摩阻风速及粒径大小的关系。模拟结果表明:随摩阻风速的增大,跃移轨迹高度逐渐降低,跃移轨迹长度逐渐增长;随沙粒粒径的增大,跃移轨迹高度逐渐增大,跃移轨迹长度逐渐缩短;跃移轨迹长度与跃移轨迹高度的比值(L/H)随摩阻风速的增大而增大,呈对数关系,随沙粒粒径的增大而减小,呈幂函数关系。

关键词：数值模拟 DPM模型跃移轨迹

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跃移雪颗粒运动特性的数值模拟研究

同济大学学报（自然科学版） 2013年第4期41卷 522-529,546页

作者：周晅毅刘长卿顾明同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

运用拉格朗日方法,根据雪颗粒的运动机理,对单个跃移颗粒运行轨迹进行了数值计算.同时,结合颗粒的受力特征,对影响其运动的一些参数,如粒子直径、摩擦速度和颗粒密度等进行了分析.结果表明,随着雪颗粒直径或雪粒密度的增大,粒子竖向受... 详细信息

运用拉格朗日方法,根据雪颗粒的运动机理,对单个跃移颗粒运行轨迹进行了数值计算.同时,结合颗粒的受力特征,对影响其运动的一些参数,如粒子直径、摩擦速度和颗粒密度等进行了分析.结果表明,随着雪颗粒直径或雪粒密度的增大,粒子竖向受力与重力之比减小,粒子的跃移高度则随之增大;而当粒子起跳速度不同时,水平方向受力与重力之比的变化规律也表现不同,进而影响其水平方向的跃移长度.基于经验公式,建立了雪面侵蚀质量通量与跃移粒子数目之间的关系,计算了雪颗粒质量传输率,并与经典文献的计算方法进行了比较.结果显示,随着雪颗粒直径和摩擦速度的增大,粒子质量传输率随之增大;随着阈值摩擦速度增大,粒子质量传输率随之减小.所得计算结果与Iversen经验公式吻合较好.

关键词：拉格朗日方法跃移轨迹质量传输率数值模拟

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基于GPU并行计算的风沙流SPH数值分析

机床与液压 2021年第7期49卷 122-127页

作者：梁岚博金阿芳闻腾腾楚花明新疆大学机械工程学院新疆乌鲁木齐830047

在研究风沙流动方面,光滑粒子流体动力学方法(SPH)的无网格性有着独有的优势。利用SPH方法研究风沙流动时,需要将整个计算区域离散成数量庞大的单个粒子,因此计算规模大、计算效率低。为提高SPH方法的计算效率,采用支持并行计算的CUDA平... 详细信息

在研究风沙流动方面,光滑粒子流体动力学方法(SPH)的无网格性有着独有的优势。利用SPH方法研究风沙流动时,需要将整个计算区域离散成数量庞大的单个粒子,因此计算规模大、计算效率低。为提高SPH方法的计算效率,采用支持并行计算的CUDA平台,利用GPU大规模并行计算技术,实现SPH方法数值模拟时的加速运算。以二维气沙两相耦合模型作为数值算例,利用GPU并行计算详细分析颗粒群的运动规律。比较在不同粒子数下CPU与GPU的计算效率以及GPU线程数对计算效率的影响。对所得结果进行统计分析后,得到了单颗沙粒的典型抛物线形和变异的跃移轨迹。模拟结果证明:SPH-GPU并行计算技术能够应用在风沙流结构的数值模拟研究中。

关键词：光滑粒子流体动力学方法 GPU并行计算风沙流跃移轨迹数值模拟

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稳态风场下的沙粒运动规律

湖南科技大学学报（自然科学版） 2014年第1期29卷 97-101页

作者：罗生虎武建军西安科技大学理学院陕西西安710054 兰州大学土木工程与力学学院甘肃兰州730000

风沙运动是风沙地貌以及土壤侵蚀的主要原因,跃移运动是风沙运动的主要形式,跃移沙粒占整个运动沙粒的75%左右,这一运动不仅是沙量传输的主要运动形式,也是造成沙质地表风蚀和风沙灾害的根本原因.通过数值模拟的方式研究了当风沙运动达... 详细信息

风沙运动是风沙地貌以及土壤侵蚀的主要原因,跃移运动是风沙运动的主要形式,跃移沙粒占整个运动沙粒的75%左右,这一运动不仅是沙量传输的主要运动形式,也是造成沙质地表风蚀和风沙灾害的根本原因.通过数值模拟的方式研究了当风沙运动达到稳定状态时的风沙流运动特征,详细讨论了稳态情况下沙粒的跃移运动规律,以期对防沙治沙工作能起到一定的指引.研究结果表明:在不同的初始风速条件下,当风沙运动达到稳定状态时在高度小于10倍的沙粒直径处的风速基本相同,这是由于地表风场被运动沙粒强烈修正,有效粗糙度随着摩阻风速的增加而增加;同时在给定的风场风速下,跃移轨迹和碰撞速度并不是无限增大的,而是存在最大的跃移轨迹和最大的碰撞速度,并且最大碰撞速度以及最大跃移轨迹的高度和长度与摩阻速度成线性关系.

关键词：跃移沙粒起动风速跃移轨迹

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大气边界层中单颗沙粒跃移的数值模拟

科协论坛(下半月) 2013年第5期 92-93页

作者：王银阿布都热西提·阿布都外力新疆大学数学与系统科学学院

通过分析单颗沙粒在大气边界层的受力,建立其运动方程。根据选取的参数,采用龙格库塔格式做数值模拟。对不同粒径沙粒的运动轨迹进行分析,得到沙粒在低风速和高风速等不同情况下受到参数变化的影响,这些分析结果揭示沙粒跃移过程中,在... 详细信息

通过分析单颗沙粒在大气边界层的受力,建立其运动方程。根据选取的参数,采用龙格库塔格式做数值模拟。对不同粒径沙粒的运动轨迹进行分析,得到沙粒在低风速和高风速等不同情况下受到参数变化的影响,这些分析结果揭示沙粒跃移过程中,在不同条件下具有的一些特点,以及沙粒跃移轨迹的变化规律。这些结论对沙粒跃移轨迹的研究有一定的意义,并为沙漠化的防治提供了理论依据。

关键词：单颗沙粒受力分析跃移轨迹